Blogue PCB - Avantages du radar météorologique PCB

Un radar météorologique est un type de radar météorologique qui est l'outil principal pour la surveillance et l'avertissement des intempéries convectives sévères. Le principe de fonctionnement du radar météorologique PCB est d'émettre une série d'ondes électromagnétiques d'impulsion, en utilisant la dispersion et l'absorption des ondes électromagnétiques par les particules de précipitation telles que les nuages, la pluie et la neige, pour détecter la distribution spatiale et la structure verticale des précipitations, et l'utiliser comme système d'avertissement et de suivi des précipitations.

Les radars météorologiques sont principalement pulsés, transmettant des impulsions de très courte durée à une certaine fréquence de répétition et recevant ensuite des signaux d'écho dispersés par des particules de précipitation. En analysant et en jugeant ces échos des précipitations, nous pouvons déterminer une variété de propriétés macroscopiques et microphysiques des précipitations. Diverses formules théoriques et empiriques ont été développées pour décrire la relation entre la puissance d'écho des précipitations et l'intensité des précipitations, et en utilisant ces relations, nous pouvons mesurer la distribution de l'intensité des précipitations ainsi que la précipitation totale dans la zone de couverture radar en fonction de la puissance d'écho. Compte tenu des réflexions de signal relativement faibles des nuages, des précipitations et des cristaux de glace, cela établit une norme plus élevée pour les performances de réception radar.

Classification du radar

Classification selon la méthode de balayage d'antenne

Selon la méthode de balayage de l'antenne, le radar peut être divisé en deux catégories: le radar balayé mécaniquement et le radar en réseau phasé. Au début du XXIe siècle, l'industrie du radar chinois est dominée par le radar à balayage mécanique, qui transmet des ondes de signal de manière centrale et utilise la rotation de la table rotative mécanique pour guider les ondes de signal dans différentes directions pour détecter différentes cibles. Cependant, en raison de l'inefficacité de sa rotation mécanique, la portée de détection et les cibles sont limitées et il a été difficile d'adapter à la tendance de développement du champ électromagnétique de plus en plus complexe. Ces dernières années, la technologie phased array a été de plus en plus utilisée dans le domaine du radar. Contrairement au radar balayé mécaniquement, qui réalise la direction du faisceau radar en faisant tourner l'antenne, le radar en réseau phasé adopte un "déphaseur électronique" pour compléter le balayage. Par conséquent, le radar en réseau phasé dans la vitesse de réponse, la fréquence de mise à jour, la capacité de suivi multi-cible et la résolution, etc. ont été considérablement améliorés, deviennent la principale direction de développement de l'industrie actuelle du radar. Malgré les excellentes performances du radar en réseau phasé, sa mise en œuvre technique est complexe et coûteuse, et a longtemps été utilisée principalement dans le domaine militaire. Le prix élevé est devenu un facteur clé qui entrave son application à grande échelle dans le domaine civil.

Selon la différence de bande d'onde, le radar peut être principalement divisé en bande S, bande C, bande X, etc. (ou subdivisé en radar au-dessus de l'horizon, radar à micro-ondes, radar à ondes millimétriques et radar laser). En général, les radars à fréquences inférieures ont une plage de recherche plus large, mais leur précision diminue en conséquence. Des règlements nationaux stricts sur l'utilisation des bandes sont en place pour empêcher les radars civils d'interférer avec les radars militaires et les systèmes de communication.

En fonction de l'unité émetteur/récepteur, les radars peuvent être divisés en deux types: radar en réseau phasé actif (AESE) et radar en réseau phasé passif (PESE). La différence fondamentale entre eux est le module T / R (c'est-à-dire le module émetteur / récepteur). Le réseau d'antennes d'un radar en réseau phasé actif se compose de nombreux modules émetteurs/récepteurs, de sorte que sa surface est recouverte de composants T/R saillants, et chaque module T/R est équipé de fonctions émetteurs et récepteurs, de sorte qu'il est également appelé radar en réseau phasé actif. En revanche, le radar en réseau phasé passif n'est équipé qu'd'un émetteur et d'un récepteur centraux, toutes les unités de rayonnement partagent ce module T/R central, son aspect d'antenne est plat, l'énergie haute fréquence générée par l'émetteur est distribuée aux différentes unités du réseau d'antenne à travers le réseau de distribution d'énergie, et les signaux réfléchis de la cible sont également recueillis par les différentes unités d'antenne puis envoyés au récepteur pour être unifiés et amplifiés, et donc il est également connu sous le nom de radar en réseau phasé passif.

Fonctionnellement, puisque chaque radiateur de radar en réseau phasé actif est équipé d'un composant émetteur/récepteur qui peut générer et recevoir des ondes électromagnétiques de manière autonome, sa vitesse de réponse, sa portée de balayage, sa capacité de suivi multi-cible, sa fiabilité et sa capacité d'anti-brouillage sont nettement meilleures que celles des systèmes radar précédents. En outre, le radar actif en réseau phasé peut former plusieurs faisceaux indépendants en même temps pour réaliser de multiples fonctions telles que la recherche, l'identification, le suivi, le guidage et la détection passive. Le radar en réseau phasé passif n'a qu'un émetteur et un récepteur centraux, et son énergie haute fréquence est distribuée automatiquement à chaque radiateur du réseau d'antennes par l'ordinateur, et les signaux réfléchis de la cible doivent être amplifiés uniformement par le récepteur, de sorte qu'il n'est pas aussi bon que le radar en réseau phasé actif en termes de puissance, d'efficacité, de contrôle du faisceau et de fiabilité. Cependant, le radar à réseau phasé passif est relativement faible en coût et en difficulté technique.

Radar météorologique PCB

Les longueurs d'onde couramment utilisées pour le radar météorologique PCB sont principalement dans la gamme de 1-10cm. Comme l'atténuation de la longueur d'onde de 10cm est faible, il est préférable de détecter les typhons, les tempêtes de pluie et la grêle. Les plus couramment utilisés au niveau national sont les 713 mines (5,6 cm), 714 radars (10 cm) et 711 radars (3,2 cm), qui peuvent détecter les systèmes météorologiques dans une plage de plusieurs centaines de kilomètres autour des stations radar.

Avantages du radar météorologique PCB

1. Les signaux de radar météorologique de PCB peuvent pénétrer des matériaux tels que les nuages et le caoutchouc.

2. Le circuit de radar météorologique PCB peut déterminer la vitesse, la distance et la position des objets pendant le mouvement.

3. Les signaux/impulsions provenant du radar météorologique des PCB ne nécessitent pas de médias (fils) pour leur transmission, car ils peuvent voyager dans l ' espace, l ' eau et l ' air.

4. Le radar météorologique de PCB fonctionne à des fréquences élevées pour économiser une grande quantité de données.

5. Le signal du radar météorologique PCB peut couvrir une grande zone sans coût supplémentaire.

Les composants de base du radar météorologique PCB comprennent:

1. émetteur: le signal du générateur de forme d'onde n'est pas assez fort pour le radar. Par conséquent, le but de l'émetteur est d'amplifier le signal à l'aide d'un amplificateur de puissance.

2. Récepteur: Le récepteur utilise un processeur récepteur (tel que superhétérodyne) pour détecter et traiter les signaux réfléchis.

Antenne : y compris réflecteur parabolique, réseau planaire ou réseau phasé contrôlé électroniquement. Il est responsable de l'envoi et de la réception d'impulsions.

3. Duplexeur: Un duplexeur est un dispositif qui permet à une antenne de compléter les tâches d'émetteur et de récepteur. Principe de fonctionnement d'un duplexeur.

Le principe de fonctionnement du radar météorologique PCB

Le radar météorologique PCB est un instrument utilisé pour détecter des phénomènes météorologiques tels que les précipitations, les nuages et les tempêtes dans l'atmosphère. Son principe de fonctionnement de base est d'utiliser des faisceaux radar pour émettre des ondes électromagnétiques dans l'atmosphère. Lorsque ces ondes électromagnétiques rencontrent des substances telles que des gouttelettes d'eau et des cristaux de glace dans l'atmosphère, elles subiront une dispersion et une réflexion. Ces ondes réfléchies seront reçues par le récepteur et converties en signaux électriques. Grâce au traitement et à l'analyse des signaux, on peut obtenir des informations telles que les précipitations, les nuages, les tempêtes, etc. dans l'atmosphère.

L'émetteur du radar météorologique PCB utilise généralement des ondes électromagnétiques haute fréquence de longueurs d'onde allant de 1 à 10 centimètres, qui peuvent pénétrer dans les nuages et les précipitations sans être absorbées ou dispersées. Un émetteur radar émet des ondes électromagnétiques dans l'atmosphère, qui se propagent dans une certaine direction pour former un faisceau radar. Lorsque ce faisceau radar rencontre des substances telles que des gouttelettes d'eau et des cristaux de glace dans l'atmosphère, il subit une dispersion et une réflexion, qui sont reçues par le récepteur et converties en signaux électriques.

Le récepteur du radar météorologique PCB utilise généralement un récepteur hautement sensible qui peut recevoir des signaux électriques faibles. Après avoir reçu l'onde réfléchie, le récepteur la convertit en signal électrique et obtient des informations telles que les précipitations, les nuages, les tempêtes, etc. dans l'atmosphère par le traitement et l'analyse du signal. Le processus de traitement et d'analyse du signal comprend des étapes telles que le filtrage, le dénoisage, la démodulation et la démodulation. Les informations finales obtenues peuvent être utilisées pour prédire la météo et formuler des mesures de réponse.

Le PCB radar peut être décrit comme un circuit électronique responsable de la création, de l'émission et de la réception de signaux radiofréquences. En outre, il dispose d'une structure d'antenne installée en matériau stratifié haute fréquence, qui transmet des lobes radar générés par des circuits RF.

En outre, la même antenne recevra des impulsions radar réfléchies une fois qu'elle frappe une cible et a été analysée par le circuit RF. Habituellement, cette carte de circuit radar moderne sera équipée de circuits numériques à l'arrière, ce qui aide à analyser tous les échos, tandis que l'antenne et la partie RF sont situées à l'avant.

Éléments clés du radar météorologique PCB

plage

Le radar a une antenne qui peut transmettre des signaux à la vitesse de la lumière à la cible. Une fois la cible touchée, le signal sera réfléchi dans l'antenne. La distance entre l'objet et le radar définit la distance. Habituellement, il est préférable d'utiliser une gamme plus large car elle permet aux utilisateurs d'atteindre des objectifs éloignés.

Fréquence de répétition d'impulsion

La transmission des signaux radar doit avoir lieu dans tous les cycles d'horloge, avec des intervalles de retard appropriés entre ces cycles d'horloge. Idéalement, le dispositif devrait recevoir l'écho du signal avant de le transmettre à l'impulsion suivante. De même, la fonction du PCB radar est la même, envoyant des signaux périodiques pour former des ondes d'impulsion étroites rectangulaires.

Le retard entre ces deux impulsions d'horloge formera le temps de répétition des impulsions. Considérant cela, la fréquence de répétition d'impulsion est l'inverse du temps de répétition d'impulsion. Cela aide à déterminer l'heure à laquelle le PCB radar envoie le signal.

Clarifier la distance maximale

Chaque impulsion d'horloge doit transmettre un signal. En outre, l'écho de l'impulsion d'horloge courante ne peut être reçu que lorsqu'il y a un court intervalle entre l'impulsion d'horloge courante et l'impulsion d'horloge suivante. Cependant, vous constaterez que la portée de la cible est plus courte que la normale. C'est pourquoi vous devez choisir sagement le délai entre ces intervalles.

Habituellement, vous devez recevoir l'écho de l'impulsion d'horloge actuelle avant que la prochaine impulsion d'horloge ne soit émise. De cette manière, le signal vous fournira une image très claire et une vue de la portée réelle de l'objet, qui est la portée maximale claire.

Gamme minimale

Contrairement à cette plage, cette plage de couverture minimale est le temps nécessaire pour que l'écho atteigne l'antenne après la transmission initiale de la largeur d'impulsion.

Le radar météorologique des PCB joue un rôle irremplaçable dans la surveillance et l'alerte météorologiques en cas de catastrophe.