分布式网络天气雷达设计

X波段天气雷达在降水监视中应用广泛,利用X波段天气雷达构成网络雷达作为新一代天气雷达的补充设备,主要用于测量地面3km以内的天气回波,具有极高的应用前景。基于传感器栅格的网络天气雷达则具有更大的信息优势和组网优势。本文介绍了基于传感器栅格的网络天气雷达的总体框架、系统设计,对组网的关键技术进行了分析。最后给出了实际试验结果。

阵列天气雷达设计与初步实现

阵列天气雷达是分布式、高度协同的相控阵天气雷达。阵列天气雷达至少包括3个相控阵收发子阵(简称收发子阵),通过增加收发子阵而扩大探测区域。每3个相邻的收发子阵一组协同扫描,保证3个相邻收发子阵在同一个空间点的数据时差小于2 s,从而保证径向速度合成正确的流场。采用相控阵多波束扫描技术,4个发射波束和64个接收波束覆盖0°～90°仰角,机械扫描覆盖360°方位,整个体扫时间为12 s,为多普勒天气雷达整个体扫时间的1/30。阵列天气雷达通过金属球进行了强度、波束宽度、方位、仰角的定标。阵列天气雷达在长沙机场布设试验,成功获取了精细的风场和回波强度数据,可为更精细、更完整揭示小尺度天气系统变化规律提供新工具。

天气雷达回波数据的压缩实验

针对网络天气雷达系统中回波数据的数据量大,难以通过国内窄带通讯网络传输的问题,本文提出了一种天气雷达回波数据的压缩方案,先对数据进行小波变换,然后对变换系数进行均匀量化,再通过无损编码,结合BWT(Burrows Wheeler Transformation)的压缩速度和PPMD(Predictionby Partial Matching)的压缩效率,使得数据的压缩率达到10倍以上。同时比较了一维、二维小波变换对算法性能的影响。结果表明,算法能在达到一定压缩比的同时满足信噪比的要求。