X波段导航雷达浪流信息提取系统介绍.docVIP

“海浪场海面流场X波段雷达监测系统”介绍 系统构成 “海浪场海面流场X波段雷达监测系统（WCXMS）”由X波段海洋动力环境探测雷达系统和算法实现与显控应用软件组成。X波段海洋动力环境探测雷达系统对古野FR2125B导航雷达进行改造，形成由天馈线、伺服转台、磁控管发射机、数字中频接收机、信号处理机、实时显控终端和便携电源分机等组成的雷达系统。算法实现与显控应用软件实现浪流信息提取算法，并提供界面友好的参数设计与测量参量显示输出页面。 系统功能与特点 “WCXMS”可以提供如下海洋环境要素产品 测量范围的海浪频谱和平均波向分布图； 测量范围的海浪有效波高、主波频率、主波波向、主波波长、表层流速及流向等海洋环境参量； 测量范围内上述参量的场分布图形与量值。 “WCXMS”具有造价低廉、机动便捷、经济实用和时空分辨率高等特点。相对于高频地波雷达、波浪浮标和常规海流测量仪器而言，X波段雷达不但体积小、盲区小、不易受人为或自然灾害破坏，而且可以方便地架装在近岸、平台或舰只上，实现对海浪场和海面流场进行实时快速监测。 系统性能指标 雷达技术指标 工作频率：9410±30MHz； 功率：脉冲功率35kW，平均功率35W； 天线尺寸：2.4m； 垂直波束宽度：20°±5°； 水平波束宽度：0.95°±0.1°； 天线增益：≥ 31dB； 最大副瓣电平：≤–28dB； 极化方式：水平； 探测范围：360°全方位（可设定观测扇区）； 扫描转速：15rpm/30rpm二档可选； 探测精度：角度0.4°，距离5.0m，强度1dBz； 量化分辨力：方位角度0.1°，距离3m，14bit A/D。 测量参量技术指标 参数 精度 分辨率 范围 有效波高（m） ±10% 0.1 0.5-10 主波波向（°） ±10 1 0-360 主波频率（Hz） ±5％ 0.01 0.05-0.25 主波波长（m） ±10 % 1 15-600 海面流速（m/s） ±0.1 0.1 0-4.0 海面流向（°） ±15 1 0-360 探测半径 不小于6km 业务基础 “十五”期间，国家“863”计划海洋监测技术主题和总装备部分别启动了“X 波段雷达海浪探测技术”课题和“基于标准X波段雷达的波浪遥测技术”预研项目，标志着国家正式启动利用X波段雷达对海洋动力环境进行监测的研究。“十一五”期间，国家“863”计划海洋技术领域又启动了“岸基X波段雷达浪流信息提取技术”课题，以使“WCXMS”达到业务化运行能力。以上课题均以中国海洋大学为主要承担单位。 自研制以来，在青岛小麦岛海域和南中国海、西太平洋海域进行了两次大规模试验，小麦岛试验时间是 2005年6月10日到2005年8月10日，南中国海、西太平洋试验在“东方红2号”科学调查船上进行，时间是2005年9月15日到2005年10月27日。此外，系统长期在小麦岛海域采集数据，获取大量试验资料。系统准备2008年1月到3月，在龙口屺姆岛海域进行海试，进一步检验系统稳定性、精度和适应环境能力等指标。以下是进行过的试验结果对比图 2005年7月16日10:00用浮标与雷达获得的海浪频谱，蓝线是雷达反演结果，红线是浮标获得的频谱。 2005年7月16日11:00用浮标与雷达获得的平均波向分布图，蓝线是雷达反演结果，红线是浮标获取数据。 主波频率雷达测量结果和现场测量结果比较图，雷达测量(·)浮标测量(*) 主波波向雷达测量结果和现场测量结果比较图，雷达测量(·)浮标测量(*) 算法实现与显控软件 X波段雷达 原始信号 信号采集与处理系统