Dati PCB - Vantaggi del radar meteorologico PCB

Un radar meteorologico è un tipo di radar meteorologico che è lo strumento principale per il monitoraggio e l'avvertimento di tempo convettivo severo. Il principio di funzionamento del radar meteorologico PCB è quello di emettere una serie di onde elettromagnetiche di impulso, utilizzando la dispersione e l'assorbimento delle onde elettromagnetiche da particelle di precipitazione quali nuvole, pioggia e neve, per rilevare la distribuzione spaziale e la struttura verticale delle precipitazioni e usarlo come sistema di precipitazione di avvertimento e monitoraggio.

I radar meteorologici sono per lo più pulsati, trasmettendo impulsi di brevissima durata ad una certa frequenza di ripetizione e successivamente ricevendo segnali di eco dispersi dalle particelle di precipitazione. Analizzando e giudicando questi echi di precipitazione, possiamo determinare una varietà di proprietà macroscopiche e microfisiche delle precipitazioni. Sono state sviluppate varie formule teoriche ed empiriche per descrivere la relazione tra potenza dell'eco delle precipitazioni e intensità delle precipitazioni, e utilizzando queste relazioni, possiamo misurare la distribuzione dell'intensità delle precipitazioni e la precipitazione totale nell'area di copertura radar in base alla potenza dell'eco. Considerati i riflessi del segnale relativamente deboli da nuvole, precipitazioni e cristalli di ghiaccio, questo stabilisce uno standard più elevato per le prestazioni di ricezione radar.

Classificazione del radar

Classificazione secondo il metodo di scansione dell'antenna

Secondo il metodo di scansione dell'antenna, il radar può essere diviso in due categorie: radar scansionato meccanicamente e radar a matrice phased. All'inizio del 21 ° secolo, l'industria radar cinese è dominata dal radar di scansione meccanica, che trasmette le onde di segnale centralmente e utilizza la rotazione della tavola rotante meccanica per guidare le onde di segnale verso direzioni diverse per rilevare obiettivi diversi. Tuttavia, a causa dell'inefficienza della sua rotazione meccanica, il campo di rilevamento e gli obiettivi sono limitati ed è stato difficile adattarsi alla tendenza sempre più complessa dello sviluppo dei campi elettromagnetici. Negli ultimi anni, la tecnologia phased array è stata sempre più utilizzata nel campo radar. A differenza del radar scansionato meccanicamente, che realizza lo sterzo del fascio radar ruotando l'antenna, il radar phased array adotta il cambio di fase elettronico per completare la scansione. Pertanto, il radar array phased nella velocità di risposta, frequenza di aggiornamento, capacità di tracciamento multi-target e risoluzione, ecc. sono stati significativamente migliorati, diventando la direzione principale di sviluppo dell'attuale industria radar. Nonostante le eccellenti prestazioni del radar phased array, la sua implementazione tecnica è complessa e costosa, ed è stata a lungo utilizzata principalmente in campo militare. Il prezzo elevato è diventato un fattore chiave che ostacola la sua applicazione su larga scala nel campo civile.

Secondo la differenza della banda d'onda, il radar può essere diviso principalmente in banda S, banda C, banda X, ecc. (o suddiviso in radar oltre l'orizzonte, radar a microonde, radar a onde millimetriche e radar laser). In genere, i radar con frequenze inferiori hanno un campo di ricerca più ampio, ma la loro precisione diminuisce di conseguenza. Sono in vigore norme nazionali rigorose sull'uso delle bande per evitare che i radar civili interferiscano con i radar militari e i sistemi di comunicazione.

A seconda dell'unità trasmettitore/ricevitore, i radar possono essere suddivisi in due tipi: radar a matrice phased attiva (AESE) e radar a matrice phased passiva (PESE). La differenza principale tra loro è il modulo T/R (cioè modulo trasmettitore/ricevitore). L'array di antenne di un radar phased array attivo è costituito da numerosi moduli trasmettitore/ricevitore, quindi la sua superficie è coperta da componenti T/R sporgenti e ogni modulo T/R è dotato di entrambe le funzioni trasmettitore e ricevitore, quindi è anche chiamato un radar phased array attivo. Al contrario, il radar phased array passivo è dotato solo di un trasmettitore e ricevitore centrali, tutte le unità di radiazione condividono questo modulo T/R centrale, il suo aspetto antenna è piatto, l'energia ad alta frequenza generata dal trasmettitore è distribuita alle varie unità dell'array antenna attraverso la rete di distribuzione dell'energia e i segnali riflessi dal bersaglio sono anche raccolti dalle varie unità di antenna e poi inviati al ricevitore per essere unificati e amplificati, e quindi è noto anche come radar phased array passivo.

Funzionalmente, poiché ogni radiatore di radar a matrice phased attiva è dotato di un componente trasmettitore/ricevitore in grado di generare e ricevere le onde elettromagnetiche in modo autonomo, la sua velocità di risposta, la gamma di scansione, la capacità di tracciamento multi-target, l'affidabilità e la capacità di anti-jamming sono significativamente migliori di quelli dei sistemi radar precedenti. Inoltre, il radar phased array attivo può formare più fasci indipendenti contemporaneamente per ottenere molteplici funzioni come ricerca, identificazione, tracciamento, guida e rilevamento passivo. Il radar a matrice phased passiva ha un solo trasmettitore centrale e ricevitore e la sua energia ad alta frequenza viene distribuita automaticamente a ciascun radiatore della matrice di antenna dal computer e i segnali riflessi dal bersaglio devono essere amplificati uniformemente dal ricevitore, quindi non è buono come il radar a matrice phased attiva in termini di potenza, efficienza, controllo del fascio e affidabilità. Tuttavia, il radar phased array passivo è relativamente basso in termini di costi e difficoltà tecniche.

Radar meteorologico PCB

Le lunghezze d'onda comunemente usate per radar meteo PCB sono per lo più nella gamma di 1-10cm. Poiché l'attenuazione della lunghezza d'onda di 10cm è piccola, è meglio rilevare tifoni, tempeste di pioggia e grandine. I radar comunemente utilizzati a livello nazionale sono 713 mine prodotte a livello nazionale (5,6 cm), 714 radar (10 cm) e 711 radar (3,2 cm), che possono rilevare sistemi meteorologici entro un raggio di diverse centinaia di chilometri intorno alle stazioni radar.

Vantaggi del radar meteorologico PCB

1. I segnali radar meteo PCB possono penetrare materiali come nuvole e gomma.

2. Il circuito radar meteo PCB può determinare la velocità, la distanza e la posizione degli oggetti durante il movimento.

3. I segnali / impulsi dal radar meteorologico PCB non richiedono media (fili) per la trasmissione, in quanto possono viaggiare attraverso lo spazio, l'acqua e l'aria.

4. PCB radar meteo funziona ad alte frequenze per salvare una grande quantità di dati.

5. Il segnale dal radar meteo PCB può coprire una grande area senza costi aggiuntivi.

I componenti di base del radar meteo PCB includono:

1. trasmettitore: Il segnale dal generatore di forma d'onda non è abbastanza forte per il radar. Pertanto, lo scopo del trasmettitore è quello di amplificare il segnale utilizzando un amplificatore di potenza.

2. Ricevitore: Il ricevitore utilizza un processore ricevitore (come supereterodina) per rilevare ed elaborare i segnali riflessi.

Antenna: incluso riflettore parabolico, array planar o array phased controllato elettronicamente. È responsabile dell'invio e della ricezione degli impulsi.

3. Duplexer: Un duplexer è un dispositivo che consente a un'antenna di completare i compiti del trasmettitore e del ricevitore. Il principio di funzionamento di un duplexer.

Il principio di funzionamento del radar meteorologico PCB

Il radar meteorologico PCB è uno strumento utilizzato per rilevare fenomeni meteorologici come precipitazioni, nuvole e tempeste nell'atmosfera. Il suo principio di funzionamento di base è quello di utilizzare i raggi radar per emettere onde elettromagnetiche nell'atmosfera. Quando queste onde elettromagnetiche incontrano sostanze come gocce d'acqua e cristalli di ghiaccio nell'atmosfera, subiscono dispersione e riflessione. Queste onde riflesse saranno ricevute dal ricevitore e convertite in segnali elettrici. Attraverso l'elaborazione e l'analisi del segnale, è possibile ottenere informazioni quali precipitazioni, nuvole, tempeste, ecc. nell'atmosfera.

Il trasmettitore del radar meteorologico PCB utilizza solitamente onde elettromagnetiche ad alta frequenza con lunghezze d'onda che vanno da 1 a 10 centimetri, che possono penetrare le nuvole e le precipitazioni senza essere assorbite o disperse. Un trasmettitore radar emette onde elettromagnetiche nell'atmosfera, che si propagano in una certa direzione per formare un raggio radar. Quando questo raggio radar incontra sostanze come gocce d'acqua e cristalli di ghiaccio nell'atmosfera, subisce dispersione e riflessione, che vengono ricevute dal ricevitore e convertite in segnali elettrici.

Il ricevitore del radar meteo PCB utilizza solitamente un ricevitore altamente sensibile che può ricevere segnali elettrici deboli. Dopo aver ricevuto l'onda riflessa, il ricevitore la converte in un segnale elettrico e ottiene informazioni come precipitazioni, nuvole, tempeste, ecc. nell'atmosfera attraverso l'elaborazione e l'analisi del segnale. Il processo di elaborazione e analisi del segnale include passaggi come filtraggio, denoising, demodulazione e demodulazione. Le informazioni finali ottenute possono essere utilizzate per prevedere il tempo e formulare misure di risposta.

Il PCB radar può essere descritto come un circuito elettronico responsabile della creazione, trasmissione e ricezione di segnali a radiofrequenza. Inoltre, ha anche una struttura di antenna installata in materiale laminato ad alta frequenza, che trasmette lobi radar generati dai circuiti RF.

Inoltre, la stessa antenna riceverà impulsi radar riflessi una volta che colpisce un bersaglio ed è stata analizzata dal circuito RF. Di solito, questo circuito radar moderno sarà dotato di circuiti digitali nella parte posteriore, che aiuta ad analizzare eventuali echi, mentre l'antenna e la parte RF si trovano nella parte anteriore.

Elementi chiave del radar meteorologico PCB

Intervallo

Il radar ha un'antenna in grado di trasmettere segnali di velocità della luce al bersaglio. Una volta colpito il bersaglio, il segnale verrà riflesso nell'antenna. La distanza tra l'oggetto e il radar definisce la distanza. Di solito, è meglio utilizzare una gamma più ampia perché consente agli utenti di raggiungere obiettivi distanti.

Frequenza di ripetizione dell'impulso

La trasmissione dei segnali radar deve avvenire entro tutti i cicli di clock, con intervalli di ritardo adeguati tra questi cicli di clock. Idealmente, il dispositivo dovrebbe ricevere l'eco del segnale prima di trasmetterlo all'impulso successivo. Allo stesso modo, la funzione del PCB radar è la stessa, inviando segnali periodici per formare onde di impulso strette rettangolari.

Il ritardo tra questi due impulsi dell'orologio formerà il tempo di ripetizione degli impulsi. Considerando questo, la frequenza di ripetizione dell'impulso è l'inverso del tempo di ripetizione dell'impulso. Questo aiuta a determinare l'ora in cui il PCB radar invia il segnale.

Chiarire la distanza massima

Ogni impulso dell'orologio deve trasmettere un segnale. Inoltre, l'eco dell'impulso corrente dell'orologio può essere ricevuto solo quando c'è un breve intervallo tra l'impulso corrente dell'orologio e l'impulso successivo dell'orologio. Tuttavia, troverete che l'intervallo del bersaglio è più breve del normale. Ecco perché è necessario scegliere il ritardo tra questi intervalli saggiamente.

Di solito, è necessario ricevere l'eco dell'impulso dell'orologio corrente prima che l'impulso successivo dell'orologio venga emesso. In questo modo, il segnale vi fornirà un'immagine molto chiara e una vista della gamma effettiva dell'oggetto, che è la gamma massima chiara.

Intervallo minimo

Contrariamente a questo intervallo, questo intervallo di copertura minimo è il tempo necessario affinché l'eco raggiunga l'antenna dopo la trasmissione iniziale della larghezza dell'impulso.

Il radar meteorologico PCB svolge un ruolo insostituibile nel monitoraggio e nell'avviso meteorologico di emergenza.