阵列天气雷达收发子阵水平旋转伺服方位同步装置和方法与流程

本发明涉及一种气象雷达的探测技术。

背景技术：

现有天气雷达水平旋转伺服只具备稳定转速旋转功能，这对于单雷达运行来说可以满足使用要求，但是对于阵列天气雷达来说，要求每个雷达按要求时间到达指定方位，这些水平旋转伺服和伺服控制都不能满足要求。因此设计了阵列天气雷达水平收发子阵伺服方位同步装置。

技术实现要素：

本发明的目的时提供一种阵列天气雷达收发子阵水平旋转伺服方位同步装置和方法，以解决阵列天气雷达相邻三个收发子阵同时扫描三个收发子阵作为三角形顶点的三角形的水平收发子阵伺服方位同步的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

阵列天气雷达收发子阵水平旋转伺服方位同步装置，包括控制器、伺服旋转平台、方位传感器和gps授时模块；控制器具有接收雷达终端送来的控制命令的命令接收端和采集方位传感器的角度信息的角度信息接收端，还具有控制伺服旋转平台的伺服电机按照雷达终端发来的命令旋转的命令输出端，以保证伺服电机按照命令准时到达方位同步角度；方位传感器测量伺服旋转平台所处的方位角度；gps授时模块用于给控制器授时，使控制器的时钟始终与gps时钟同步。

如上所述的装置，其阵列天气雷达收发子阵水平旋转伺服方位同步方法如下：

(1)雷达终端给控制器发出控制命令：方位同步角度，第一次到达方位同步角度的时间，到达同步角度周期；

(2)控制器通过gps授时模块进行时间同步，控制器时钟与gps时间同步；读取方位传感器角度a1；根据方位同步角度a、第一次到达方位同步角度的时间t1和方位旋转平台所处的方位a1，计算出旋转平台转速

v＝(a-a1)/(t1-t)(1)

t1和t都化为相同的起始点的时间；t是方位旋转平台所处在方位a1时的时间。

(3)控制器控制伺服电机按转速v旋转，并且不断读取方位传感器角度a1，按照(1)式不断计算出新的v，控制伺服电机旋转；

(4)当到达a时，t1＝t1+到达同步角度周期通过gps授时模块进行时间同步，读取方位传感器角度a1，利用(1)式，计算v，控制伺服电机旋转；并且按照(1)式不断计算出新的v，控制伺服电机旋转。

(5)当达到a时，回到(4)。

本发明的优点是雷达终端只要发布一次指令，无论方位旋转平台旋转多长时间，都能准时到达指定方位，不会有误差积累，从而保证阵列天气雷达个子阵长期同步扫描。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图。

具体实施方式

阵列天气雷达要求相邻三个收发子阵同时扫描三个收发子阵作为三角形顶点的三角形。为此设计了本发明所述的阵列天气雷达水平收发子阵伺服方位同步装置及方法。本发明的具体实施例参见图1所示。阵列天气雷达水平收发子阵伺服方位同步装置由控制器、伺服电机(伺服旋转平台)、方位传感器、gps授时模块构成。控制器接收雷达终端送来的控制命令，采集方位传感器的角度信息，控制伺服电机(伺服旋转平台)按照雷达终端发来的命令旋转。保证伺服电机(伺服旋转平台)按照命令准时到达方位同步角度。方位传感器测量伺服电机(伺服旋转平台)所处的方位角度。gps授时模块用于给控制器授时，使控制器的时钟始终与gps时钟同步。

本发明的上述装置的工作方法：

(1)雷达终端给控制器发出控制命令：方位同步角度，第一次到达方位同步角度的时间，到达同步角度周期。

如：280度，11时20分00.00秒，12秒，60度/秒

(2)控制器通过gps授时模块进行时间同步(控制器时钟与gps时间同步)。读取方位传感器角度a1。根据方位同步角度a、第一次到达方位同步角度的时间t1和方位旋转平台所处的方位a1，计算出旋转平台转速

v＝(a-a1)/(t1-t)(1)

t1和t都化为2018年1月1日0时0分0秒为起始点的时间。(3)控制器控制伺服电机按转速v旋转。并且不断读取方位传感器角度a1，按照(1)式不断计算出新的v，控制伺服电机旋转。

(4)当到达a时，t1＝t1+到达同步角度周期通过gps授时模块进行时间同步，读取方位传感器角度a1，利用(1)式，计算v，控制伺服电机旋转。并且按照(1)式不断计算出新的v，控制伺服电机旋转。

（5）当达到a时，回到（4）。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种阵列天气雷达收发子阵水平旋转伺服方位同步装置和方法，包括控制器、伺服旋转平台、方位传感器和GPS授时模块；控制器具有接收雷达终端送来的控制命令的命令接收端和采集方位传感器的角度信息的角度信息接收端，还具有控制伺服旋转平台的伺服电机按照雷达终端发来的命令旋转的命令输出端，以保证伺服电机按照命令准时到达方位同步角度；方位传感器测量伺服旋转平台所处的方位角度；GPS授时模块用于给控制器授时，使控制器的时钟始终与GPS时钟同步。本发明可以解决阵列天气雷达相邻三个收发子阵同时扫描三个收发子阵作为三角形顶点的三角形的水平收发子阵伺服方位同步的技术问题。

技术研发人员：马舒庆;许晓平
受保护的技术使用者：雷象科技(北京)有限公司
技术研发日：2019.01.14
技术公布日：2019.04.16