多普勒天气雷达高速数据采集系统的设计

多普勒天气雷达需要一个高速数据采集系统,以实现大量的基数据到微机中的实时传输,同时将控制命令传送到雷达处理器中。利用FPGA器件zynq-7000具有片上系统(SOC)的结构特点,构建一个具有高速传输功能的典型信号处理系统。采用千兆以太网芯片88E1518作为数据传输接口,以内嵌的Cortex-A9处理器作为接口的配置和控制部件,通过裁剪和重构Linux操作系统运行由C语言开发的软件应用系统程序代码,实现千兆以太网接口以及数据传输与命令交互功能。有限次实验和测试结果表明,采集系统容易达到640Mbps的数据传输速率,满足雷达数据采集的需求,未出现性能不稳定现象。     

基于超声的水中异物探测装置硬件电路设计

超声波在传播中遇到不同介质或障碍物等会发生反射或散射.利用这种特性可以探测水中异物.考虑到被测物的尺寸和声特性.采用1MHz(水中波长为1.5 mm)的高频超声波比较合适.基于和雷达类似的回波脉冲测距、相位测速和强度测幅原理,设计了一个20霺脉宽、2mS周期的发射脉冲产生、超声换能驱动和收发开关电路,以及接收回波处理电路,并由相参时钟以欠采样方式进行模数转换.系统由TTL电路、小信号低噪声模拟电路、MSP430F149单片机等部分构成.实验结果表明,装置对固体障碍物具有稳定、强回波反应,对于不同尺寸的活动气泡仍能产生正常回波信号;这些结果可通过单片机以串行方式送入微机中,以便进一步处理和显示.     

′C6000的片外Flash编程加载方法研究

利用＇C6000系列DSP的DMA／EDMA上电自动引导构思出＇C6000的两级引导加载原理，仿照＇C5000的Flash在线编程技术形成＇C6000片外Flash的程序固化方法，通过DSK6711平台展现出＇C6000外扩Flash的在线编程和两级引导加载自举的具体实现步骤。     

自动气象站数据采集系统的传感器接口

自动气象站观测系统在气象领域中应用广泛,数据采集器是系统中的关键部件,改进了低功耗、多功能、多通道、智能化控制等性能.传感器接口包括DAC实现的可调恒压源和可调恒流源、稳压二极管实现的前端保护、多路模拟开关实现的通道控制和测量类型控制、精密线性光耦合器实现的隔离电路、DAC和仪表放大器实现的增益控制等硬件部件.设计单片机程序实现电路的各种控制及要求功能.经制板、调试,该数据采集器能正常运行.     

天气雷达数据处理系统人控应用软件

天气雷达用于抗灾和减灾很重要,本文提出一种人工降雨和驱冰雹软件,给出了程序流图,对编程的关键进行了分析,最后结果表明它能提高人控作业效率。     

MaXPol雷达及在人影探测业务中的应用

成都信息工程大学科研团队以全球广泛应用的X波段磁控管天气雷达为蓝本,主导研制了基于大功率长寿磁控管发射机与接收相参体制一体化结构的X波段双偏振多普勒天气雷达系统MaXPol.该雷达系统在75 km处的观测灵敏度优于?10 dBz,最大程度地解决了速度精度与速度模糊问题,具有反射率因子Zh、差分反射率Zdr、相关系数ρH...     

X 波段双极化雷达对云中水凝物粒子的相态识别

人工影响天气研究需对云中降水粒子的相态和分布结构进行准确识别,以便提高人工影响天气作业效率.中国科学院大气物理研究所的车载X波段双极化雷达可提供与云中降水粒子大小、形状、相态等特征密切相关的4个极化参数:反射率因子、差分反射率、差分相移率、水平和垂直极化相关系数.利用这4个极化参数加上环境温度作为5个输入参量,建立了降水粒子相态模糊逻辑识别算法,识别的降水粒子有10种:毛毛雨、雨、湿霰、干霰、小雹、大雹、雨加雹、湿雪、干雪、冰晶.利用此雷达的实际观测资料,并与地面和飞机空中实测资料对照,对我国南、北方地区观测的降水天气过程进行分析,结果表明:建立的模糊逻辑算法对云内水凝物粒子的相态识别分类合理.     

冰雹形成过程及人工防雹研究综述

冰雹作为一种短时强灾害天气,常给农业、建筑、电力、交通甚至生命财产等造成严重影响,人工防雹也因此受到人们的广泛关注。文中首先介绍了冰雹形成机理和雹云物理研究情况,然后围绕人工防雹机理、技术、科学试验及效果评估这4个方面的研究进行了评述,旨在从理论和实践上总结人工防雹工作的进展,增进对人工防雹科学问题的认知,从而为促进中国人工防雹理论研究和技术进步提供借鉴。研究表明:（1）“累积带理论”和“循环增长理论”是冰雹形成的最常见理论,限于早期的雷达观测技术和缺乏完整的冰雹数值模式,早期认知的冰雹形成机理存在一定的局限。（2）雹胚一般分为冻滴胚和霰胚,冻滴胚由过冷雨滴冻结而成,霰胚则是冰晶、雪花撞冻生长而成。冰雹云中哪种雹胚占优势,主要看云底温度的高低。雹云的发展依赖于水汽条件、动力不稳定条件、风垂直切变等关键因子。（3）人工防雹主要遵循“播撒防雹”和“爆炸防雹”2条技术路线,“利益竞争”和“早期降雨”是常见的6种防雹原理假说中最广泛被用来作为防雹作业设计依据的2种播撒防雹理论。（4）人工防雹技术上多采用通过飞机、地面火箭、地面燃烧炉等向云中播撒人工冰核,或通过地面高炮向云中发射含人工冰核的炮弹等方式,影响冰雹的生长过程从而达到抑制或削弱冰雹生长的目的。（5）大量外场试验证明人工防雹效果有较大的地域差异,需根据各地冰雹云特征及其降雹特点制定和发展本地适用的人工防雹技术体系。（6）人工防雹效果检验仍然是制约人工防雹技术发展的一个“瓶颈”,目前常用的统计检验、物理检验和数值模拟检验技术方法均需要进一步改进和完善。由于雹云变化迅速、降雹过程短促,人工防雹技术实施的时效性以及防雹效果评估仍存在较大的困难。今后应更多地借助多种探测设备进行冰雹云的精细化探测,开展有科学设计的人工防雹外场综合试验,运用统计检验、物理检验和数值模拟相结合的综合检验技术方法评估防雹效果,推动人工防雹事业进一步快速发展。      

微波脉冲调制及其功率测量电路的设计

脉冲调制电路采用HMC232LP4开关元件,由74HC04构成的控制电路产生互补开关驱动电压来控制HMC232LP4的导通状态,用开关切换的方式实现了输入连续载波的脉冲调制.功率测量电路中.AD8317对数解调放大器将输入微波信号功率转化为电压输出,且输出电压正比于输入功率,实现微波信号功率的测量.通过实验测试.微波脉冲调制器实现了快速切换的功能,隔离度达到了55dB,信号动态范围70dB;功率测量电路线性输出动态范围达50dB,功率测量灵敏度为-55dBm,频率特性稳定,输入输出满足某种关系,能方便地完成微波功率的测量.     

RMMSE雷达脉冲压缩快速算法中矩阵求逆的FPGA实现

在FPGA平台上，实现了RMMSE快速算法中三维矩阵的求逆。求逆功能模块基于并行、高效的心动阵列结构，采用上下三角（LU）分解求逆法。它由LU分解模块、三角矩阵求逆模块和矩阵乘积模块串联组成。矩阵数据顺序流过阵列，便得到求逆结果，仅花费19个时钟周期，具有很高的计算效率。将QuartusII仿真结果，与MATLAB计算结果进行了比较，验证了算法的正确性。