PCB Блог - Преимущества метеорологической РЛС PCB

Метеорологическая РЛС - это метеорологическая РЛС, которая является основным инструментом мониторинга и раннего предупреждения о сильной конвективной погоде. Метеорологическая РЛС ПХБ работает на основе эмиссии ряда импульсных электромагнитных волн, рассеивания и поглощения электромагнитных волн частицами осадков, такими как облака, дождь и снег, для обнаружения пространственного распределения и вертикальной структуры осадков и использования их в качестве систем раннего предупреждения и отслеживания осадков.

Метеорологические РЛС в основном импульсные, излучают импульсы короткой продолжительности с определенной частотой повторения, а затем получают эхо - сигналы от рассеяния частиц осадков. Анализируя и оценивая эти эхо - сигналы осадков, мы можем определить различные макро - и микрофизические свойства осадков. Были разработаны различные теоретические и эмпирические формулы для описания взаимосвязи между мощностью эха осадков и интенсивностью осадков, и с помощью этих связей мы можем измерять распределение интенсивности осадков и общее количество осадков в зоне покрытия радара на основе мощности эха. Учитывая относительно слабое отражение сигналов от облаков, осадков и кристаллов льда, это устанавливает более высокие стандарты для приемных характеристик радара.

Классификация РЛС

Классификация по методу сканирования антенны

В зависимости от способа сканирования антенны РЛС можно разделить на две категории: РЛС с механическим сканированием и РЛС с фазированной решеткой. В начале 2000 - х годов в радиолокационной промышленности Китая доминировали радары с механическим сканированием, которые концентрировали сигнальные волны и использовали вращение механического ротора для направления сигнальных волн в разных направлениях для обнаружения различных целей. Однако из - за его низкой эффективности механического вращения, ограниченного диапазона обнаружения и цели, трудно адаптироваться к все более сложной тенденции развития электромагнитного поля. В последние годы технология фазированной решетки все чаще используется в радиолокационной области. В отличие от радара механического сканирования, который реализует поворот радиолокационного луча через вращающуюся антенну, радар с фазированной решеткой использует « электронный фазер » для завершения сканирования. Таким образом, радар с фазированной решеткой значительно улучшился с точки зрения скорости отклика, частоты обновления, возможности многоцелевого слежения и разрешения и стал основным направлением развития современной радиолокационной промышленности. Несмотря на отличные характеристики радара с фазированной решеткой, его технология является сложной и дорогостоящей и уже давно используется в основном в военной области. Высокие цены стали ключевым фактором, препятствующим их широкомасштабному применению в гражданской сфере.

В зависимости от диапазона, радар можно разделить на S - диапазон, C - диапазон, X - диапазон и так далее. (или подразделяется на загоризонтные РЛС, СВЧ - РЛС, миллиметровые РЛС и лазерные РЛС). Как правило, радары с более низкой частотой имеют более широкий диапазон поиска, но их точность соответственно снижается. Государство строго регулирует использование частотного диапазона, чтобы предотвратить помехи гражданских радаров военным радиолокационным и коммуникационным системам.

В зависимости от блока передатчика / приемника РЛС можно разделить на два типа: активный РЛС с фазированной решеткой (AESE) и пассивный РЛС с фазированной решеткой (PESE). Основное различие между ними - модуль T / R (т. е. модуль передатчика / приемника). Антенная решетка активной РЛС с фазированной решеткой состоит из множества передатчиков / приемных модулей, поэтому ее поверхность покрыта выделенными Т / R компонентами, каждый из которых оснащен передатчиком и приемником, поэтому его также называют активной РЛС с фазированной решеткой. Напротив, пассивный радар с фазированной решеткой оснащен только одним центральным передатчиком и приемником, все радиационные блоки разделяют этот центральный T / R - модуль, его антенна имеет плоский внешний вид, высокочастотная энергия, генерируемая передатчиком, распределяется между различными элементами антенной решетки через распределительную сеть, а отраженные от цели сигналы также собираются отдельными антенными элементами, которые затем отправляются на приемник для унификации и усиления, поэтому также называются пассивным радаром с фазированной решеткой.

С функциональной точки зрения, поскольку каждый излучатель активной РЛС с фазированной решеткой оснащен компонентами передатчика / приемника, которые могут самостоятельно генерировать и принимать электромагнитные волны, скорость отклика, диапазон сканирования, возможности многоцелевого слежения, надежность и помехоустойчивость значительно превосходят предыдущие радиолокационные системы. Кроме того, РЛС с активной фазированной решеткой может одновременно формировать несколько независимых лучей для реализации различных функций, таких как поиск, идентификация, отслеживание, наведение и пассивное обнаружение. Радиолокатор с пассивной фазированной решеткой имеет только один центральный передатчик и приемник, а его высокочастотная энергия автоматически распределяется компьютером на каждый излучатель антенной решетки. Сигнал, отраженный мишенью, должен быть равномерно усилен приемником, поэтому он не так хорош, как активный радар с фазированной решеткой с точки зрения мощности, эффективности, управления лучом и надежности. Однако стоимость и технические трудности пассивных РЛС с фазированной решеткой относительно невелики.

PCB Метеорологическая РЛС

Большинство длин волн, обычно используемых метеорологическими РЛС PCB, находятся в диапазоне 1 - 10 см Из - за меньшего затухания длины волны 10 см, она лучше подходит для обнаружения тайфунов, ливней и града. В стране обычно используются 713 мин (5,6 см), 714 РЛС (10 см) и 711 РЛС (3,2 см), которые могут обнаруживать погодные системы в радиусе нескольких сотен километров вокруг радиолокационной станции.

Преимущества метеорологической РЛС PCB

Сигналы метеорологической РЛС PCB могут проникать сквозь облака и такие материалы, как каучук.

Схема метеорологической РЛС PCB позволяет определять скорость, расстояние и положение объекта во время движения.

Сигналы / импульсы от метеорологических РЛС ПХБ не требуют передачи средой (проводами), поскольку они могут распространяться в космосе, воде и воздухе.

Метеорологическая РЛС PCB работает на высоких частотах для экономии больших объемов данных.

5.Сигналы метеорологической РЛС ПХБ могут покрывать большие площади без дополнительных затрат.

Основные компоненты метеорологической РЛС PCB включают:

1. Передатчик: сигнал от генератора формы волны недостаточно силен для РЛС. Поэтому целью передатчика является усиление сигнала с помощью усилителя мощности.

Приемник: Приемник использует процессор приемника (например, супергетеродин) для обнаружения и обработки отраженных сигналов.

Антенна: включает в себя параболический отражатель, плоскую решетку или электрическую фазированную решетку. Он отвечает за передачу и прием импульсов.

Биплекс - устройство, позволяющее антенне выполнять задачи передатчика и приемника. Принцип работы дуплекса.

Принцип работы метеорологической РЛС PCB

Радиолокатор погоды PCB - это прибор для обнаружения погодных явлений, таких как атмосферные осадки, облака и штормы. Основной принцип его работы заключается в использовании радиолокационного луча для передачи электромагнитных волн в атмосферу. Когда эти электромагнитные волны сталкиваются с такими веществами, как капли воды и кристаллы льда в атмосфере, они рассеиваются и отражаются. Эти отраженные волны будут приниматься приемником и преобразовываться в электрические сигналы. Благодаря обработке и анализу сигналов можно получить информацию об атмосферных осадках, облаках, штормах и т.д.

Передатчики метеорологической РЛС PCB обычно используют высокочастотные электромагнитные волны с длиной волны от 1 до 10 см, которые могут проникать в облака и осадки без поглощения или рассеяния. Радиолокационный передатчик излучает электромагнитные волны в атмосферу, которые распространяются в определенном направлении, образуя радиолокационный луч. Когда радиолокационный луч сталкивается с такими веществами, как капли воды и кристаллы льда в атмосфере, он рассеивается и отражается, принимается приемником и преобразуется в электрический сигнал.

Приемники метеорологических РЛС PCB обычно используют высокочувствительные приемники, которые могут принимать слабые электрические сигналы. Принимая отраженные волны, приемник преобразует их в электрические сигналы и получает информацию об атмосферных осадках, облаках, штормах и т. Д. посредством обработки и анализа сигналов. Процесс обработки и анализа сигналов включает в себя этапы фильтрации, шумоподавления, демодуляции и демодуляции. Полученная окончательная информация может быть использована для прогнозирования погоды и разработки мер реагирования.

РЛС ПХБ можно охарактеризовать как электронные схемы, ответственные за создание, передачу и прием радиочастотных сигналов. Кроме того, он имеет антенную структуру, установленную в высокочастотном ламинарном материале, который излучает радиолокационные лепестки, генерируемые радиочастотными схемами.

Кроме того, как только та же антенна попадает в цель и анализируется радиочастотной схемой, она получает отраженные радиолокационные импульсы. Как правило, эта современная радиолокационная плата будет оснащена цифровой схемой в задней части, которая помогает анализировать любые эхо - сигналы, в то время как антенна и радиочастотная часть расположены в передней части.

Ключевые элементы метеорологической РЛС PCB

Сфера охвата

Радиолокатор имеет антенну, которая излучает сигналы скорости света к цели. Как только цель попадает, сигнал отражается в антенне. Расстояние между объектом и радаром определяет расстояние. Как правило, лучше использовать более широкий диапазон, поскольку он позволяет пользователям достигать отдаленных целей.

Частота повторения импульсов

Передача радиолокационных сигналов должна происходить в течение всех часовых циклов с соответствующими интервалами задержки между ними. В идеале устройство должно принимать эхо сигнала до передачи сигнала на следующий импульс. Аналогичным образом, функция РЛС PCB такая же, посылая периодические сигналы для формирования прямоугольных узких импульсных волн.

Задержка между этими двумя тактовыми импульсами образует время повторения импульса. Учитывая это, частота повторения импульса является обратным временем повторения импульса. Это помогает определить время, когда радиолокационный PCB посылает сигнал.

Очистить максимальное расстояние

Каждый тактовый импульс должен передавать сигнал. Кроме того, эхо текущего тактового импульса может быть получено только при наличии короткого интервала между импульсами переднего и следующего тактовых импульсов. Тем не менее, вы обнаружите, что дальность цели меньше, чем обычно. Вот почему вы должны разумно выбирать задержки между этими интервалами.

Как правило, перед запуском следующего тактового импульса вы должны получить эхо текущего тактового импульса. Таким образом, сигнал даст вам очень четкое представление о реальном диапазоне изображений и объектов, который является максимально четким.

Минимальный диапазон

В отличие от этого диапазона, этот минимальный охват относится к времени, необходимому для того, чтобы эхо достигло антенны после первоначальной передачи ширины импульса.

Метеорологические РЛС ПХД играют незаменимую роль в мониторинге погоды и раннем предупреждении о стихийных бедствиях.