CN107589423A - 一种俯仰电扫天气雷达***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于天气雷达***技术领域，特别涉及一种俯仰电扫天气雷达***及其工作方法。本发明包括收发组件模块、功分/合成网络、波束控制板、开关放大衰减组件、接收机模块、信号处理器以及转台模块，本天气雷达***能够有效的抑制脉冲之间的串扰，同时使补盲的拼接点更加平滑，本发明能够最大限度地发挥收发组件的效率，重复频率得到有效的利用，本发明有效地解决了全固态雷达的盲区问题，可以对高密度扫描区域实行快速高效的监测，而且能够获取到云雨目标的精细结构。

Description

一种俯仰电扫天气雷达***及其工作方法

技术领域

本发明属于天气雷达***技术领域，特别涉及一种俯仰电扫天气雷达***及其工作方法。

背景技术

天气雷达是气象探测的有力工具。脉冲多普勒天气雷达的出现，为强风暴的探测、云雾物理过程的研究及人工影响天气等气象工作开创了新的局面。随着社会发展，各行各业对气象探测的要求越来越高。

传统天气雷达***采用长短脉冲，不能很好地解决近场盲区的问题，传统的扫描体制均为通过机械扫描方法改变雷达天线的方位和仰角实现对天气过程的三维扫描。这种扫描方法最快在6分钟内完成10个仰角层的扫描，在这种方法下取得的资料可以满足对大范围慢速变化的天气过程探测要求，对提高灾害性天气监测和预测水平起到了较大的作用。但是，对于快速变化的中小尺度天气过程如冰雹、龙卷、微下击暴流、风切变等过程，传统机械扫描雷达时空分辨率尚不能满足强对流天气瞬变精细结构探测的需求。在5分钟内，雷暴、冰雹、龙卷和下击暴流的位置和结构均有很多的改变，现有的业务雷达空间分辨率很难分辨这些***的小尺度结构，这些过程精细结构的探测和预报亟需发展快速扫描的天气雷达技术。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种俯仰电扫天气雷达***，本发明解决了固态雷达技术的盲区、扫描时间过长的问题，能够获取到云雨目标的精细结构，提高了时空分辨率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：

一种俯仰电扫天气雷达***包括收发组件模块、功分/合成网络、波束控制板、开关放大衰减组件、接收机模块、信号处理器以及转台模块，其中，

收发组件模块，用于输出由功分/合成网络功分后的发射信号至波导线源，由波导线源形成发射波束；收发组件模块还用于接收来自波导线源的回波信号，收发组件模块分别与功分/合成网络、波束控制板、开关放大衰减组件之间相连接；

功分/合成网络，用于功分来自开关放大衰减组件的发射信号，并将功分后的发射信号发送至收发组件模块的输入端，以及用于接收并合成来自收发组件模块放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件的输入端；

波束控制板，用于输出控制信号至收发组件模块的输入端，所述波束控制板与信号处理器之间双向通信连接；

开关放大衰减组件，用于对来自接收机模块的上变频信号进行调制放大处理，以及用于将功分/合成网络的合成后的回波信号发送至接收机模块的输入端，并输出调制放大处理后的回波信号至接收机模块的输入端；开关放大衰减组件通过校正网络与波导线源相连接；

接收机模块，其与信号处理器之间双向通信连接；

信号处理器，用于输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息，其与转台模块之间双向通信连接。

优选的，所述收发组件模块包括八个四通道收发组件，八个所述四通道收发组件均用于输出由功分/合成网络功分后的发射信号至波导线源，以及八个所述四通道收发组件均用于接收来自波导线源的回波信号，八个所述四通道收发组件均与功分/合成网络、波束控制板、开关放大衰减组件之间相连接。

优选的，所述开关放大衰减组件包括调制功率放大器、数控衰减器、第一环形器、第一开关以及第二环形器，所述调制功率放大器的输入端、数控衰减器的输入端均与接收机模块的输出端相连，调制功率放大器的输出端、数控衰减器的输出端分别与第一环形器的输入端、第二环形器的输入端相连，所述第一环形器的一个输出端、第二环形器的一个输出端均连接第一开关的输入端，所述第一开关的输出端与接收机模块的输入端相连，第一环形器的另一个输出端、第二环形器的另一个输出端均与校正网络相连。

优选的，所述接收机模块包括收发通道、数字接收机、波形产生单元以及本振单元，其中，

收发通道，用于对来自波形产生单元的三脉冲信号进行上变频处理，收发通道还用于输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机的输入端；收发通道的输出端分别与调制功率放大器的输入端、数控衰减器的输入端相连，收发通道的输入端与第一开关的输出端相连；

数字接收机，用于输出数字1/Q信号至信号处理器，且数字接收机与信号处理器双向通信连接；

波形产生单元，用于产生三脉冲信号，波形产生单元与信号处理器双向通信连接；

本振单元，其输出端输出两路本振信号至收发通道的输入端，本振单元的输出端分别输出1GHz、200MHz、80MHz的时钟信号至波形产生单元、数字接收机、信号处理器的输入端。

优选的，所述波形产生单元包括分频器、FPGA控制器、第一阻抗变换器、DDS芯片、第二阻抗变换器、第二开关以及滤波器，所述分频器的输入端连接本振单元的输出端，分频器的输出端连接FPGA控制器的输入端，所述FPGA控制器与信号处理器之间双向通信连接，FPGA控制器的输出端分别与DDS芯片、第二开关的输入端相连，所述第一阻抗变换器的输入端连接本振单元的输出端，第一阻抗变换器的输出端依次通过DDS芯片、第二阻抗变换器、第二开关与滤波器的输入端相连接，所述滤波器的输出端输出三脉冲信号至收发通道的输入端。

优选的，所述转台模块包括伺服控制单元、驱动器、编码器、电机、供电单元、交换机以及数据处理与显示单元，所述伺服控制单元、交换机均与信号处理器之间双向通信连接，伺服控制单元的输入端连接编码器的输出端，伺服控制单元的输出端连接驱动器的输入端，所述驱动器与电机之间双向通信连接；所述交换机与数据处理与显示单元之间双向通信连接，所述供电单元分别为伺服控制单元、交换机、收发组件模块、波束控制板、接收机模块、信号处理器供电。

进一步的，所述FPGA控制器的型号为美国ALTERA公司生产的EPCS64SI16，第一阻抗变换器的型号为美国MACOM公司生产的ETC1-1-13，第二阻抗变换器的型号为美国Coilcraft公司生产的WBC1-1TLB，DDS芯片的型号为美国Analog Devices公司生产的AD9858。

本发明还提供了一种俯仰电扫天气雷达***的工作方法，包括以下步骤：

本天气雷达***发射信号时，波形产生单元产生三脉冲信号，并将所述三脉冲信号送入收发通道的输入端，收发通道对三脉冲信号进行上变频处理得到上变频信号，并将所述上变频信号送入开关放大衰减组件的输入端，上变频信号经过开关放大衰减组件的调制和放大后被送入功分/合成网络的输入端，所述功分/合成网络将上变频信号功分成八路信号分别发送至八个四通道收发组件中进一步放大，波束控制板通过422串口控制八个四通道收发组件的发射移相码、接收移相码和接收衰减码，八个四通道收发组件分别输出四路发射信号至波导线源，波导线源在空间形成发射波束；

本天气雷达***接收信号时，波导线源将接收到的回波信号发送至八个四通道收发组件进行放大，八个所述四通道收发组件将放大后的回波信号发送至功分/合成网络，功分/合成网络合成放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件的输入端，所述开关放大衰减组件将合成后的回波信号发送至收发通道中进行下变频处理，收发通道输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机的输入端，所述数字接收机将三脉冲中频信号回波信号发送至信号处理器，所述信号处理器将接收到的三脉冲中频信号回波信号经过脉冲压缩、杂波抑制、谱距估计和质量控制，通过网络输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明包括收发组件模块、功分/合成网络、波束控制板、开关放大衰减组件、接收机模块、信号处理器以及转台模块，本天气雷达***能够有效的抑制脉冲之间的串扰，同时使补盲的拼接点更加平滑，本发明能够最大限度地发挥收发组件的效率，重复频率得到有效的利用，本发明有效地解决了全固态雷达的盲区问题，可以对高密度扫描区域实行快速高效的监测，而且能够获取到云雨目标的精细结构。

2)、本天气雷达***在垂直方向采用电扫体制，代替了传统的俯仰机械扫描，利用本天气雷达***的工作方法所得到的发射波束灵活可变、扫描速度快，本天气雷达***可实现三脉冲频率分集工作，可以将一个体扫时间从6分钟时间缩短为1分钟以内，大大地提高了时空分辨率。

3)、所述信号处理器还具备监控功能，可以进行雷达开关机控制、工作模式选择、工作状态监视和故障采集定位等操作，伺服控制单元用于完成天线扫描的驱动控制和方位角度信号的输出，本天气雷达***通过开关放大衰减组件将校正信号送到馈线校正网络，从而实现了自动校正功能。

4)、所述波形产生单元包括分频器、FPGA控制器、第一阻抗变换器、DDS芯片、第二阻抗变换器、第二开关以及滤波器，波形产生单元可方便快速地产生三脉冲信号，使得本天气雷达***具有探测距离远和分辨力高的优良特点，提高了本发明的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的天气雷达***的原理框图；

图2为本发明的开关放大衰减组件的原理框图；

图3为本发明的波形产生单元的原理框图；

图4为本发明的信号处理器的信号处理原理框图；

图5为本发明的波形产生单元输出信号的频谱图；

图6为本发明的三种脉冲频谱及分段补盲曲线图。

10—收发组件模块 20—功分/合成网络 30—波束控制板

40—开关放大衰减组件 50—接收机模块 60—信号处理器

70—转台模块 41—调制功率放大器 42—数控衰减器

43—第一环形器 44—第一开关 45—第二环形器

51—收发通道 52—数字接收机 53—波形产生单元

54—本振单元 71—伺服控制单元 72—驱动器

73—编码器 74—电机 75—供电单元

76—交换机 77—数据处理与显示单元 531—分频器

532—FPGA控制器 533—第一阻抗变换器 534—DDS芯片

535—第二阻抗变换器 536—第二开关 537—滤波器

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种俯仰电扫天气雷达***包括收发组件模块10、功分/合成网络20、波束控制板30、开关放大衰减组件40、接收机模块50、信号处理器60以及转台模块70，所述收发组件模块10用于输出由功分/合成网络20功分后的发射信号至波导线源，由波导线源形成发射波束；收发组件模块10还用于接收来自波导线源的回波信号，收发组件模块10分别与功分/合成网络20、波束控制板30、开关放大衰减组件40之间相连接；功分/合成网络20用于功分来自开关放大衰减组件40的发射信号，并将功分后的发射信号发送至收发组件模块10的输入端，以及用于接收并合成来自收发组件模块10放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件40的输入端；波束控制板30用于输出控制信号至收发组件模块10的输入端，所述波束控制板30与信号处理器60之间双向通信连接；开关放大衰减组件40用于对来自接收机模块50的上变频信号进行调制放大处理，以及用于将功分/合成网络20的合成后的回波信号发送至接收机模块50的输入端，并输出调制放大处理后的回波信号至接收机模块50的输入端；开关放大衰减组件40通过校正网络与波导线源相连接；接收机模块50与信号处理器60之间双向通信连接；信号处理器60用于输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息，其与转台模块70之间双向通信连接。

所述开关放大衰减组件40用于对来自功分/合成网络20的合成后的回波信号通过第一环形器送至接收机模块50的输入端；

信号处理器60采用三脉冲压缩技术将接收到中频信号，通过网络输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息。

所述信号处理器60由本振单元54提供时钟信息，信号处理器60向波形产生单元53提供导前信息，信号处理器60与数字接收机52之间进行I/Q双向通讯连接，信号处理器60用于控制波束控制板30、伺服控制单元71的状态，信号处理器60通过网络与交换机76相连，从而与计算机之间进行双向通讯。

如图4所示，信号处理器60由三脉冲脉冲压缩单元、杂波抑制单元、质量控制单元、谱距估计单元组成，长、中、短三脉冲信号进入三脉冲脉冲压缩单元的输入端，三脉冲脉冲压缩单元的输出端与杂波抑制单元串联，杂波抑制单元和谱距估计单元串联，谱距估计单元和质量控制单元串联，信号经过网络口与计算机的输入端相连，输出Z/V/W产品。

所述收发组件模块10包括八个四通道收发组件，八个所述四通道收发组件均用于输出由功分/合成网络20功分后的发射信号至波导线源，以及八个所述四通道收发组件均用于接收来自波导线源的回波信号，八个所述四通道收发组件均与功分/合成网络20、波束控制板30、开关放大衰减组件40之间相连接。

每个四通道收发组件包含四个收发组件，每个收发组件与一个波束控制板30及电源调制板相连，收发组件模块10共有收发通道32路，电源调制板为其提供电源信号，波束控制板30为其提供控制信号，功分/合成网络20为其提供激励信号。

如图2所示，所述开关放大衰减组件40包括调制功率放大器41、数控衰减器42、第一环形器43、第一开关44以及第二环形器45，所述调制功率放大器41的输入端、数控衰减器42的输入端均与接收机模块50的输出端相连，调制功率放大器41的输出端、数控衰减器42的输出端分别与第一环形器43的输入端、第二环形器45的输入端相连，所述第一环形器43的一个输出端、第二环形器45的一个输出端均连接第一开关44的输入端，所述第一开关44的输出端与接收机模块50的输入端相连，第一环形器43的另一个输出端、第二环形器45的另一个输出端均与校正网络相连。

所述开关放大衰减组件40用于实现***的强度和速度标定，IN1与收发通道51相连，接收收发通道51的上变频信号；IN2与收发通道51相连，接收收发通道的测试信号；SUM1与功分/合成网络20相连，提供调制信号；SUM1与校正网络相连，提供校正测试信号；OUT1与收发通道51相连，送其回波信号。

如图1所示，所述接收机模块50包括收发通道51、数字接收机52、波形产生单元53以及本振单元54，所述收发通道51用于对来自波形产生单元53的三脉冲信号进行上变频处理，收发通道51还用于输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机52的输入端；收发通道51的输出端分别与调制功率放大器41的输入端、数控衰减器42的输入端相连，收发通道51的输入端与第一开关44的输出端相连；数字接收机52用于输出数字1/Q信号至信号处理器60，且数字接收机52与信号处理器60双向通信连接；波形产生单元53用于产生三脉冲信号，波形产生单元53与信号处理器60双向通信连接；本振单元54的输出端输出两路本振信号至收发通道51的输入端，本振单元54的输出端分别输出1GHz、200MHz、80MHz的时钟信号至波形产生单元53、数字接收机52、信号处理器60的输入端。

数字接收机52将20MHz时钟信号送至信号处理器60，收发通道51包括接收通道和发射通道，其中接收通道包括镜频抑制滤波器、一混频器、一中频放大滤波电路、二混频器、中频滤波放大电路等，将接收到的回波信号进行两次下变频至中频信号；发射通道包含了中频放大电路、一混频器、一中频滤波放大、二混频器、射频滤波放大电路等，将波形输出的中频信号进行两次上变频至射频信号。本振单元54产生整个***工作所需要的变频一本振信号、二本振信号、采样时钟信号、信号处理器时钟等。

所述本振单元54产生时钟信号，提供给收发通道51一本振信号、二本振信号，波形产生单元53主要产生长、中、短三脉冲信号送给收发通道51，并与信号处理器60进行双向通讯；收发通道51接收波形产生单元53产生的波形经过内部上变频后送给开关放大衰减组件40，接收开关放大衰减组件40送来的信号经过内部下变频后送给中频数字接收机；中频数字接收机将中频信号变换成数字I/Q信号，通过光纤与信号处理器60相连。

如图3所示，具体的，所述波形产生单元53包括分频器531、FPGA控制器532、第一阻抗变换器533、DDS芯片534、第二阻抗变换器535、第二开关536以及滤波器537，所述分频器531的输入端连接本振单元54的输出端，分频器531的输出端连接FPGA控制器532的输入端，所述FPGA控制器532与信号处理器60之间双向通信连接，FPGA控制器532的输出端分别与DDS芯片534、第二开关536的输入端相连，所述第一阻抗变换器533的输入端连接本振单元54的输出端，第一阻抗变换器533的输出端依次通过DDS芯片534、第二阻抗变换器535、第二开关536与滤波器537的输入端相连接，所述滤波器537的输出端输出三脉冲信号至收发通道51的输入端。

所述第一阻抗变换器533、DDS芯片534、第二阻抗变换器535构成了DDS产生电路。

所述FPGA控制器532的型号为美国ALTERA公司生产的EPCS64SI16，第一阻抗变换器533的型号为美国MACOM公司生产的ETC1-1-13，第二阻抗变换器535的型号为美国Coilcraft公司生产的WBC1-1TLB，DDS芯片534的型号为美国Analog Devices公司生产的AD9858。

所述转台模块70包括伺服控制单元71、驱动器72、编码器73、电机74、供电单元75、交换机76以及数据处理与显示单元77，所述伺服控制单元71、交换机76均与信号处理器60之间双向通信连接，伺服控制单元71的输入端连接编码器73的输出端，伺服控制单元71的输出端连接驱动器72的输入端，所述驱动器72与电机74之间双向通信连接；所述交换机76与数据处理与显示单元77之间双向通信连接，所述供电单元75分别为伺服控制单元71、交换机76、收发组件模块10、波束控制板30、接收机模块50、信号处理器60供电。

具体的，直流伺服***由伺服控制单元71、驱动器72、编码器73、电机74组成，供电单元75提供电源；编码器73提供方位信息；驱动器72供控制信息；信号处理器60进行状态和控制双向通讯，驱动器72控制转台转速和位置信息。

如图5所示，波形产生单元53产生所需的三脉冲信号，频谱上可以看出长脉冲140MHz，中脉冲155MHz，短脉冲125MHz。经过雷达***信号处理过后，进行分段补盲，效果如图6所示，可以看出能够有效抑制脉冲之间的串扰，可以最大限度地发挥收发组件的效率，使补盲的拼接点更加平滑，有效解决了全固态雷达的盲区问题。

本发明还提供了一种俯仰电扫天气雷达***的工作方法，包括以下步骤：

本天气雷达***发射信号时，波形产生单元53产生三脉冲信号，并将所述三脉冲信号送入收发通道51的输入端，收发通道51对三脉冲信号进行上变频处理得到上变频信号，并将所述上变频信号送入开关放大衰减组件40的输入端，上变频信号经过开关放大衰减组件40的调制和放大后被送入功分/合成网络20的输入端，所述功分/合成网络20将上变频信号功分成八路信号分别发送至八个四通道收发组件中进一步放大，波束控制板30通过422串口控制八个四通道收发组件的发射移相码、接收移相码和接收衰减码，八个四通道收发组件分别输出四路发射信号至波导线源，波导线源在空间形成发射波束；

所述波束控制板30控制6位发射移相数据、6位接收移相数据、6位接收幅度衰减数据、收发开关信号及时序转换信号实时传送给32路收发组件；同时提供收发组件所需的+8.5V，+5V，-5V电源。

本天气雷达***接收信号时，波导线源将接收到的回波信号发送至八个四通道收发组件进行放大，八个所述四通道收发组件将放大后的回波信号发送至功分/合成网络20，功分/合成网络20合成放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件40的输入端，所述开关放大衰减组件40将合成后的回波信号发送至收发通道51中进行下变频处理，收发通道51输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机52的输入端，所述数字接收机52将三脉冲中频信号回波信号发送至信号处理器60，所述信号处理器60将接收到的三脉冲中频信号回波信号经过脉冲压缩、杂波抑制、谱距估计和质量控制，通过网络输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息。

综上所述，本发明是一种采用频率分集复合三脉冲技术、俯仰电扫技术的天气雷达，此***能够有效抑制脉冲之间的串扰，同时使补盲的拼接点更加平滑，可以最大限度地发挥收发组件的效率，重复频率得到有效利用，有效解决了全固态雷达的盲区问题；可以将一个体扫时间从6分钟时间缩短为1分钟以内，快速完成高密度扫描的区域实行高效实时的监测，可获取到云雨目标的精细结构，提供高时空分辨率。

Claims (8)

1.一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：包括收发组件模块(10)、功分/合成网络(20)、波束控制板(30)、开关放大衰减组件(40)、接收机模块(50)、信号处理器(60)以及转台模块(70)，其中，

收发组件模块(10)，用于输出由功分/合成网络(20)功分后的发射信号至波导线源，由波导线源形成发射波束；收发组件模块(10)还用于接收来自波导线源的回波信号，收发组件模块(10)分别与功分/合成网络(20)、波束控制板(30)、开关放大衰减组件(40)之间相连接；

功分/合成网络(20)，用于功分来自开关放大衰减组件(40)的发射信号，并将功分后的发射信号发送至收发组件模块(10)的输入端，以及用于接收并合成来自收发组件模块(10)放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件(40)的输入端；

波束控制板(30)，用于输出控制信号至收发组件模块(10)的输入端，所述波束控制板(30)与信号处理器(60)之间双向通信连接；

开关放大衰减组件(40)，用于对来自接收机模块(50)的上变频信号进行调制放大处理，以及用于将功分/合成网络(20)的合成后的回波信号发送至接收机模块(50)的输入端，并输出调制放大处理后的回波信号至接收机模块(50)的输入端；开关放大衰减组件(40)通过校正网络与波导线源相连接；

接收机模块(50)，其与信号处理器(60)之间双向通信连接；

信号处理器(60)，用于输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息，其与转台模块(70)之间双向通信连接。

2.如权利要求1所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述收发组件模块(10)包括八个四通道收发组件，八个所述四通道收发组件均用于输出由功分/合成网络(20)功分后的发射信号至波导线源，以及八个所述四通道收发组件均用于接收来自波导线源的回波信号，八个所述四通道收发组件均与功分/合成网络(20)、波束控制板(30)、开关放大衰减组件(40)之间相连接。

3.如权利要求2所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述开关放大衰减组件(40)包括调制功率放大器(41)、数控衰减器(42)、第一环形器(43)、第一开关(44)以及第二环形器(45)，所述调制功率放大器(41)的输入端、数控衰减器(42)的输入端均与接收机模块(50)的输出端相连，调制功率放大器(41)的输出端、数控衰减器(42)的输出端分别与第一环形器(43)的输入端、第二环形器(45)的输入端相连，所述第一环形器(43)的一个输出端、第二环形器(45)的一个输出端均连接第一开关(44)的输入端，所述第一开关(44)的输出端与接收机模块(50)的输入端相连，第一环形器(43)的另一个输出端、第二环形器(45)的另一个输出端均与校正网络相连。

4.如权利要求3所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述接收机模块(50)包括收发通道(51)、数字接收机(52)、波形产生单元(53)以及本振单元(54)，其中，

收发通道(51)，用于对来自波形产生单元(53)的三脉冲信号进行上变频处理，收发通道(51)还用于输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机(52)的输入端；收发通道(51)的输出端分别与调制功率放大器(41)的输入端、数控衰减器(42)的输入端相连，收发通道(51)的输入端与第一开关(44)的输出端相连；

数字接收机(52)，用于输出数字1/Q信号至信号处理器(60)，且数字接收机(52)与信号处理器(60)双向通信连接；

波形产生单元(53)，用于产生三脉冲信号，波形产生单元(53)与信号处理器(60)双向通信连接；

本振单元(54)，其输出端输出两路本振信号至收发通道(51)的输入端，本振单元(54)的输出端分别输出1GHz、200MHz、80MHz的时钟信号至波形产生单元(53)、数字接收机(52)、信号处理器(60)的输入端。

5.如权利要求4所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述波形产生单元(53)包括分频器(531)、FPGA控制器(532)、第一阻抗变换器(533)、DDS芯片(534)、第二阻抗变换器(535)、第二开关(536)以及滤波器(537)，所述分频器(531)的输入端连接本振单元(54)的输出端，分频器(531)的输出端连接FPGA控制器(532)的输入端，所述FPGA控制器(532)与信号处理器(60)之间双向通信连接，FPGA控制器(532)的输出端分别与DDS芯片(534)、第二开关(536)的输入端相连，所述第一阻抗变换器(533)的输入端连接本振单元(54)的输出端，第一阻抗变换器(533)的输出端依次通过DDS芯片(534)、第二阻抗变换器(535)、第二开关(536)与滤波器(537)的输入端相连接，所述滤波器(537)的输出端输出三脉冲信号至收发通道(51)的输入端。

6.如权利要求5所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述转台模块(70)包括伺服控制单元(71)、驱动器(72)、编码器(73)、电机(74)、供电单元(75)、交换机(76)以及数据处理与显示单元(77)，所述伺服控制单元(71)、交换机(76)均与信号处理器(60)之间双向通信连接，伺服控制单元(71)的输入端连接编码器(73)的输出端，伺服控制单元(71)的输出端连接驱动器(72)的输入端，所述驱动器(72)与电机(74)之间双向通信连接；所述交换机(76)与数据处理与显示单元(77)之间双向通信连接，所述供电单元(75)分别为伺服控制单元(71)、交换机(76)、收发组件模块(10)、波束控制板(30)、接收机模块(50)、信号处理器(60)供电。

7.如权利要求5所述的一种俯仰电扫天气雷达***，其特征在于：所述FPGA控制器(532)的型号为美国ALTERA公司生产的EPCS64SI16，第一阻抗变换器(533)的型号为美国MACOM公司生产的ETC1-1-13，第二阻抗变换器(535)的型号为美国Coilcraft公司生产的WBC1-1TLB，DDS芯片(534)的型号为美国Analog Devices公司生产的AD9858。

8.一种如权利要求4～7任一项所述的一种俯仰电扫天气雷达***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

本天气雷达***发射信号时，波形产生单元(53)产生三脉冲信号，并将所述三脉冲信号送入收发通道(51)的输入端，收发通道(51)对三脉冲信号进行上变频处理得到上变频信号，并将所述上变频信号送入开关放大衰减组件(40)的输入端，上变频信号经过开关放大衰减组件(40)的调制和放大后被送入功分/合成网络(20)的输入端，所述功分/合成网络(20)将上变频信号功分成八路信号分别发送至八个四通道收发组件中进一步放大，波束控制板(30)通过422串口控制八个四通道收发组件的发射移相码、接收移相码和接收衰减码，八个四通道收发组件分别输出四路发射信号至波导线源，波导线源在空间形成发射波束；

本天气雷达***接收信号时，波导线源将接收到的回波信号发送至八个四通道收发组件进行放大，八个所述四通道收发组件将放大后的回波信号发送至功分/合成网络(20)，功分/合成网络(20)合成放大后的回波信号，并将合成后的回波信号发送至开关放大衰减组件(40)的输入端，所述开关放大衰减组件(40)将合成后的回波信号发送至收发通道(51)中进行下变频处理，收发通道(51)输出三脉冲中频信号回波信号至数字接收机(52)的输入端，所述数字接收机(52)将三脉冲中频信号回波信号发送至信号处理器(60)，所述信号处理器(60)将接收到的三脉冲中频信号回波信号经过脉冲压缩、杂波抑制、谱距估计和质量控制，通过网络输出本天气雷达***接收到的回波强度、速度信息。