研究侧扫雷达测流系统功能与应用
——以允景洪水文站为例
2021-05-17赵正军
水利科学与寒区工程 2021年2期
赵正军
(云南省水文水资源局西双版纳分局,云南 景洪 666100)
1 侧扫雷达测流系统功能
侧扫雷达对网络点流速的监测,是借助非接触式雷达技术进行连续性监测,以实现对河流表面流场的监测,通过互联网技术提供数据服务。侧扫雷达在工作时每5 min完成1次自动测量(时间依据需求设置),河流流量数据的合成依据流速比的数据交互来完成。
侧扫雷达系统主要由天线系统和雷达系统两部分组成,采用天线共址、收发分开的模式,并兼容调频连续与脉冲多普勒体制[1]。
侧扫雷达工作时,先发射电磁波信号,由于水的流动会产生波浪,所以当信号投射到水面时则与波浪相互作用,如果电磁波波长达到波浪长度的一倍,则形成最强的后向散射电磁波信号,而河水的回波信号以Bragg散射为主。水的波浪有前进波与后退波两种,后退波处理时可以独立进行,因为能量能够分离[2]。当水面流速不为零时需要再叠加一个频率偏移量,频偏大小与水面流速大小及方向有关,频偏正、负数均可。
2 侧扫雷达测流系统设计和组成
2.1 雷达测流仪设计
设计时首先要确定发射信号波长,由于测流仪的体积由波长确定,波长越短体积越小,所以尽可能选择短波长。河流表面所产生的波浪其波长能满足布拉格散射条件,要想使散射信号强则确定选择较长波长,电磁波波长选取0.72 m。其次,工作方式。采用天线共址,收发分开,信号采用直接射频采样,运用多重信号超分辨处理算法,提高测向分辨率,采用DDS技术间接频率合成,运用多普勒软件处理,以太网通信技术进行传输。……
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