认为是现存空中管制雷达系统里的噪音，因此在其信号处理过程中被除去。通常，从天线11收集到的雷达数据通过数据链上的一个带通滤波器进行预处理，去掉在雷达数据外部无关信号或噪音，然后把雷达数据解调到中频雷达数据，再进行雷达数据的模数转换。此时，雷达数据被解调到基带数据(IQ数据)，并对基带数据(IQ数据)进行低通滤波和采样。这种数据会被发送到空中目标处理器15进行进一步的处理，用于检测和跟踪空中目标。
[0020]参见图1，一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，主要包括以下步骤:
I)识别并列出重大气象活动:雷达的用户或操作员通过雷达控制和操作界面模块(3)选定气象活动，雷达控制和操作界面模块(3)自动加载对应气象活动的特征参数和其运动状况的预定模型。在这个步骤中，由雷达的用户或操作员选定重要的气象活动。这些重要气象活动包括飓风、龙卷风，接近机场区域的成群小鸟以及来自森林的烟雾等。对于每一个重要的天气活动下，系统自动加载其特征和其运动状况的预定模型。
[0021]2)雷达网络定位所选的重大气象活动;根据所选重大天气活动的特征，每次雷达网络会进行全覆盖扫描去确定其是否存在;一旦被识别，其所在的当前位置的方位、距离和高度都会被记录下来。
[0022]3)雷达网络预测步骤2)中选定重大气象活动未来移动位置;使用预定义的模式并根据相应设定的环境参数如风速和风向等来估计已选择的重要气象活动的未来移动位置。
[0023]4)雷达网络更新扫描场景;在该环节中，重大气象活动的预先估计的位置会被融入雷达扫描场景的驻留位置或时间中，并在这指定的驻留位置上将雷达光束指向的可能出现重大气象状况及的区域。可能出现重大气象状况的区域面积通常大于从模型中估算获得的面积。原因是融入时增加了估算的方差。这种方式下，在雷达整个覆盖区，只有一个小的有限区域是被雷达所扫描到，因此每次扫描的时间会变短。因此雷达资源可以用于其他应用任务，这样才能促使实现一个真正工作的多功能相控阵。
[0024]5)为下一个扫描周期运行新扫描场景，收集数据并发送雷达数据处理器中；从相对应于重要天气活动的驻留位置通过天线收到的回波信号要经过射频接收器，下变频器和中频接收机/激励器(REX)模块。REX的输出被称为IQ数据的基带信号。IQ的数据通过网络接口发送到天气雷达数据处理器，正好可以用来检测和定位重要气象活动。该数据包括与重大气象活动相关的相对应脉冲头文件信息，脉冲重复频率以及正北方天线方向的波束数据。数据摄取器接收这些信息之前，检查其有效性后将其解码为雷达数据处理器(RDP)可读的数据格式。数据摄取器的责任是识别和纠正由于超负荷的网络通信或其他原因造成的数据缺失或错误，并阻止向RDP的发送这些不正确的数据。
[0025]6)雷达数字处理器处理数据和检测、定位重大气象活动并生成二级和三级气象产品；该数据流然后通过雷达数据处理器(RDP)的处理生成第二和第三级气象产品，包括反射率、微分反射率，相关系数、频谱宽度、径向速度、和差分相移。丙应用高斯模型自适应处理进行滤波，消除数据中杂波内容。通过第二级和第三类产品，可以准确定位重要气象活动。对鸟类和其他生物的目标群，RDP配备目标跟踪器用来检测和追踪它们。
[0026]7)显示模块用于接收二级和三级气象产品及其通过步骤4)更新的状态和重要的天气活动的位置，并在地图上显示出来;气象活动显示器用于接收二级和三产品以及更新的状态和重要天气活动的位置，并在地图上显示出来。该显示器给操作员提供了实时气象危害的更新情况。
[0027]8)返回步骤3)。
[0028]以上是对发明的较佳实施进行了具体说明，但发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，其特征在于:包括若干个雷达节点，若干雷达节点依次连接，形成雷达网络(I)，每个雷达节点包括受依次连接的阵列天线(11)、收发组件(12)、上下变频器(13)和中频收发激励器(14)，所述中频收发激励器(14)输出端依次连接数据摄取器(15)、雷达数据处理器(16)和显示模块(2)，所述雷达网络(I)输入端通过网络与雷达控制和操作界面模块(3)连接。2.据权利要求1所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，其特征在于:所述收发组件(12)包括接收单元(121)、功放(122)、数模电路(123)、电源控制(124)、散热系统(125)和发射单元(126)。3.据权利要求1所述一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统，所述上下变频器(13)包括上变频器(131)和下变频器(132)，所述收发组件(12)输出端分别与上变频器(131)和下变频器(132)连接，所述上变频器(131)输出端中频收发激励器(14)连接，所述下变频器(132)输入端与中频收发激励器(14)连接。4.一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，具体包括以下步骤: 1)识别并列出重大气象活动:雷达的用户或操作员通过雷达控制和操作界面模块选定重大气象活动，雷达控制和操作界面模块自动加载对应气象活动的特征参数和其运动状况的预定模型； 2)雷达网络定位所选的重大气象活动； 3)雷达网络预测选定重大气象活动未来移动位置； 4)雷达网络更新扫描场景； 5)为下一个扫描周期运行新扫描场景，阵列天线收集数据并发送至雷达数据处理器中； 6)雷达数字处理器处理数据和检测、定位重大气象活动并生成二级和三级气象产品； 7)显示模块用于接收二级和三级气象产品及其通过步骤4)更新的状态和重要的天气活动的位置，并在地图上显示出来； 8)返回步骤3)。5.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤2)具体步骤为:根据所选重大天气活动的特征，每次雷达网络会进行全覆盖扫描去确定其是否存在;一旦被识别，其所在的当前位置的方位、距离和高度都会被记录下来。6.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤3)具体步骤为:使用预定义的模式并根据相应设定的环境参数如风速和风向等来估计已选择的重要气象活动的未来移动位置。7.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤4)中的更新扫描场景的具体步骤为:将重大气象活动预测的位置融入雷达网络扫描的驻留位置或者时间中，并在驻留位置上将雷达光束指向可能出现重大气象的区域。8.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤5 )中收集数据并发送雷达数据处理器中具体步骤为: 51)各个雷达节点依次通过天线、收发组件、上下变频器和中频收发激励器接受雷达信号； 52)数据摄取器接收并处理来自中频收发激励器的数据； 53)数据摄取器把接收到的雷达信号转换为雷达数字处理器可识别的格式。9.根据权利要求8所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤52)中数据摄取器的数据处理过程包括纠正数据丢失或数据错误，或者遗弃这些纠正数据丢失或数据错误，同时将低波束数据提取出来。10.根据权利要求4所述的一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测方法，其特征在于:所述步骤6)中二级和三级气象产品包括反射率、微分反射率，相关系数、频谱宽度、径向速度、和差分相移。
【专利摘要】本发明公开一种基于多功能相控阵雷达的混合模式气象探测系统和方法，通过基于将重要的天气活动局部化，估测它们的下个移动位置，然后再将这些信息传递给下个扫描周期的扫描场景，最大限度地分配雷达资源到重要天气活动的本地化和跟踪的气象应用任务上。
【IPC分类】G01S13/95
【公开号】CN105527625
【申请号】CN201510997312
【发明人】包晓军, 狄·利萨, 刘远曦, 李琳, 刘宏宗
【申请人】珠海纳睿达科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月24日