兰州多普勒天气雷达灵敏度测试
多普勒天气雷达原理与业务应用测验1(答案)剖析
多普勒天气雷达原理与业务应用测验一（一至四章）一、填空题1、天气雷达是探测降水系统的主要手段，是对强对流天气（冰雹、大风、龙卷和暴洪）进行监测和预警的主要工具之一。
2、RDA由四个部分构成：发射机、天线、接收机和信号处理器。
3、PUP可以通过以下三种方式获取产品：（1）常规产品列表；（2）一次性请求；（3）产品-预警配对。
4、S波段和C波段的雷达波在传播过程中主要受到降水的衰减，衰减是由降水离子对于雷达雷达波的散射和吸收造成的。
5、.新一代多普勒雷达估测累计降水分布时，雷达采样时间间隔一般不应超过10分钟，除受本身精度限制外，还受降水类型（Z-R关系）、雷达探测高度、地面降水差异和风等多种因素影响。
6、多普勒雷达能测量的一个脉冲到下一个脉冲的最大相移上限是180度，其对应的径向速度值称为最大不模糊速度。
7、径向速度图中，零等速线呈“S”型表示，实际风随高度顺时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的西风。
反之，零等速线呈反“S”型表示，实际风随高度。
逆时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的东风。
8、WSR-88D和我国新一代天气雷达的脉冲重复频率在300-1300范围内。
9、多普勒天气雷达的最大不模糊距离与雷达的脉冲重复频率成反比，相应的最大不模糊速度与脉冲重复频率成正比。
10、对于SA和SB型雷达，基数据中反射率因子的分辨率为1K M×1°，而径向速度和谱宽的分辨率为0.25K M×1°。
11、积状云降水一般有比较密实的结构，反射率因子空间梯度较大，其强度中心的反射率因子通常在35dbz以上，而层状云降水回波比较均匀，反射率因子空间梯度较小，反射率因子一般大于15dbz而小于30dbz。
12、雷达波束和实际风向的夹角越大，则径向速度值越小；实际风速越小，径向速度也越小。
13、如果一个模糊的径向速度值是 45 节，它的邻近值是-55 节，最大不模糊径向速度是 60节，那么这个径向速度的最可能值是节（-75）14、我国的新一代天气雷达主要采用（VCP11、VCP21、VCP31）三种体扫模式。
如何做好新一代多普勒天气雷达的验收测试工作
用计算 公式 ： ＿Ｓ Ｎ＋１ ｌＢ ０ｇ ｉ ／ － Ｏ 一１ １Ｆ计 算极 限改善 ｇ
因子 Ｉ 。
取样 信号从 发射机 柜项上 的波导处 的定 向藕 合
器输 出。
１ １ 发 射 机 射 频 脉 冲 宽 度 ．
新 一代 多普勒天 气雷达要 求极 限改善 因子要 大
于 ５ｄ ７ Ｂ。
研
究
与
应
用
Ｖｏ． ８ 增 刊 Ⅲ １２
Ｄｅ ．２ ０７ ｃ ０
２０ ０ ７年 １ ２月
Ｊ ＯＵＲＮＡｌ ＯＦ ＭＥＴＥ ＯＲＯＩ ＯＧＩ ＣＡＬ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＡＮＤ Ｐ ＣＡＴＩ ＡＰ ＬＩ ＯＮ
文 章 编 号 ：１ ７ — ４ １ （ ０ ７ ６ ３ ８ １ ２ ０ ）增 刊 Ⅲ一 ０ ５０ ０ ４ —３
１ ）换算 为噪声 系数 ＮＦ。
新一 代多普 勒天气雷 达要求 噪声 系数≤４ Ｂ。 ｄ ２ ２ 最 小可 测信号功 率测量 ． 最小 可测信 号功率 也就是 接收机 的灵敏 度 ，它
反映 的是接 收机接 收微 弱信号 的能 力 。测量 最小 可
输入 功率计 中。
在 ＲＰ 的 ＲＤ Ｃ程 序 中读 取机 内的 测量值 。 Ｇ ＡＳ
１ 发 射 机 部分 的测试
发 射机 所进 行 的测 试项 目有发 射机 脉 冲宽 度 、 发射机输 出频谱 、发射 机输 出功 率 、发 射机极 限改
善 因子 等 。在 出厂测试 时 ，以上四项要 测 ，而 在现 场测试 时 ，只需 测发射 机脉 冲宽度 和发 射机输 出功
率。
１ ４ 发 射 机 极 限改 善 因子 ．
维普资讯
４ ６
气
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
多普勒天气雷达回波数据质量检测及控制方法
多普勒天气雷达回波数据质量检测及控制方法彭涛;刘娟;郑伟;刘兴忠;纪奎秀【摘要】本文提出了一种基于天气雷达回波强度和速度数据的质量检测方法。
通过采集天气雷达按统一的参数进行标定后的晴空标准地物回波强度作为模版，与实时采集的回波强度进行比较和误差分析，以及通过移相来自动检测速度数据理论值和实测值的误差大小，对回波强度数据和速度数据质量进行检测和校正，以此来实现对天气雷达回波数据的质量控制。
%This paper proposes a quality inspection method based on echo intensity and speed data of Doppler weather radar. The real-time echo intensity data is compared with a stencil that is collected on clear day from calibrated radar with uniform parameter standard. And the comparative errors are analyzed on the measured and theoretical value of the speed data through phaseshift. Based on the above comparisons, the echo intensity and speed data are detected and corrected to achieve quality control for echo data of weather radar【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】5页(P15-19)【关键词】大气探测;天气雷达回波数据;质量控制【作者】彭涛;刘娟;郑伟;刘兴忠;纪奎秀【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,成都610054／四川省大气探测技术中心,成都610072;四川省大气探测技术中心,成都610072;四川省大气探测技术中心,成都610072;四川省大气探测技术中心,成都610072;四川省大气探测技术中心,成都610072【正文语种】中文【中图分类】TN959.40 引言天气雷达作为目前探测强对流天气的主要手段，在气象保障上起着非常重要的作用。
雷达集训试题(含答案)分析
多普勒天气雷达集训试题2014年8月30日一、 填空题1、新一代天气雷达主要由 雷达数据采集系统 RDA 、 雷达产品生成系统RPG 、主用户终端子系统PUP 三部分组成。
2、新一代天气雷达的体扫方式有VCP11 、 VCP21 、VCP31、VCP32。
降水模式使用 VCP11 或VCP21 ，晴空模式使用VCP31 或VCP32 ，其中VCP11常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流但有显著降水的情况下使用，其他情况下使用VCP31。
3、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子 、平均径向速度、谱宽 。
4、大气中折射的种类有 标准大气折射 、超折射 、 负折射 、 无折射 、临界折射 。
5、多普勒雷达是一种全相干雷达，每个发射脉冲的 位相已知的，而且是相同的。
6、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据 仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。
7、多普勒雷达除了具有探测云和降水的 位置 和 强度 的功能以外，它以 多普勒效应 为基础，根据返回信号的 频率 漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度 。
8、达气象方程为=t p ∑单位体积i r h PtG σπθϕλ2222)2(ln 1024，其中G 表示天线增益 ，h 表示脉冲长度 ，σ表示粒子的后向散射截面 。
9、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。
它的大小反映了气象目标内部降水粒子的 尺度 和 数密度 ，常用来表示气象目标的强度。
10、11、雷达波束在降水中传播时能量的衰减是由降水粒子对雷达电磁波的散射 和 吸收 造成的。
12、当发生距离折叠时，雷达所显示的回波位置的 方位（或位置） 是正确的，但 距离 是错误的。
13、在风向随高度不变的多普勒速度图像中，零等速度线为一条 贯穿屏幕中心的直线 。
14、在雷达径向速度图上，任意高度处的真实风向垂直于 过雷达测站点和该高度与零值等风速线交点的径向直线 ；暖平流时零值等风速线呈S 型，冷平流时呈 反S 型；出现急流时会有一对 符号相反 的并与PPI 显示中心对称分布 的闭合等风速线出现。
多普勒天气雷达集训试题附答案
多普勒天气雷达集训试题附答案一、填空题1、新一代天气雷达主要由雷达数据采集系统RDA、雷达产品生成系统RPG、主用户终端子系统PUP三部分组成。
2、新一代天气雷达的体扫方式有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32。
降水模式使用VCP11或VCP21，晴空模式使用VCP31或VCP32，其中VCP11常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流但有显着降水的情况下使用，其他情况下使用VCP31。
3、多普勒天气雷达测量的三种基数据是基本反射率因子、平均径向速度、谱宽。
4、大气中折射的种类有标准大气折射、超折射、负折射、无折射、临界折射。
5、多普勒雷达是一种全相干雷达，每个发射脉冲的位相已知的，而且是相同的。
6、雷达探测到的任意目标的空间位置可根据仰角、方位角、斜距三个基本要素求得。
7、多普勒雷达除了具有探测云和降水的位置和强度的功能以外，它以多普勒效应为基础，根据返回信号的频率漂移，还可以获得目标物相对于雷达运动的径向速度。
8、达气象方程为=t p∑单位体积i r h PtGσπθϕλ2 222)2(ln1024，其中G表示天线增益，h表示脉冲长度，σ表示粒子的后向散射截面。
9、反射率因子定义为单位体积中所有粒子直径的6次方之和。
它的大小反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，常用来表示气象目标的强度。
10、11、雷达波束在降水中传播时能量的衰减是由降水粒子对雷达电磁波的散射和吸收造成的。
12、当发生距离折叠时，雷达所显示的回波位置的方位（或位置）是正确的，但距离是错误的。
13、在风向随高度不变的多普勒速度图像中，零等速度线为一条贯穿屏幕中心的直线。
14、在雷达径向速度图上，任意高度处的真实风向垂直于过雷达测站点和该高度与零值等风速线交点的径向直线；暖平流时零值等风速线呈S型，冷平流时呈反S型；出现急流时会有一对符号相反的并与PPI显示中心对称分布的闭合等风速线出现。
15、新一代雷达速度埸中，辐合或辐散在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线一致。
c波段双偏振多普勒天气雷达测试大纲
c波段双偏振多普勒天气雷达测试大纲一、测试目的本测试大纲旨在规定C波段双偏振多普勒天气雷达（以下简称“雷达”）的测试范围、测试项目、测试方法及测试标准，以确保雷达的各项性能指标符合设计要求，保证雷达在气象探测领域的准确性和可靠性。
二、测试环境与设备1. 测试环境：选择开阔的室外场地，确保雷达天线周围无遮挡物，测试距离范围内无干扰源。
2. 测试设备：包括雷达主机、天线及伺服系统、发射系统、接收系统、监控系统、信号处理系统、产品生成和显示系统、配电系统等。
三、测试项目与标准1. 系统校准与标定：按照规定的方法和步骤，对雷达系统的各个组成部分进行校准和标定，确保各部分工作正常，满足设计要求。
2. 发射系统测试：测试发射系统的输出功率、频率稳定性、脉冲波形等指标，确保发射信号符合设计要求。
3. 接收系统测试：测试接收系统的灵敏度、动态范围、抗干扰能力等指标，确保接收系统能够正常接收和处理信号。
4. 监控系统测试：测试监控系统的显示功能、控制功能、报警功能等指标，确保监控系统能够实时监测雷达的工作状态，及时发现并处理异常情况。
5. 信号处理系统测试：测试信号处理系统的处理速度、处理精度、稳定性等指标，确保信号处理系统能够正常处理接收到的信号，生成准确的天气产品。
6. 产品生成和显示系统测试：测试产品生成和显示系统的显示效果、生成速度、数据存储等功能，确保产品生成和显示系统能够正常显示天气产品，满足用户需求。
7. 配电系统测试：测试配电系统的电源质量、电源稳定性等指标，确保雷达系统能够稳定运行。
8. 性能指标测试：测试雷达系统的探测距离、速度分辨率、距离分辨率、角度分辨率等指标，确保雷达系统的性能指标符合设计要求。
9. 可靠性与稳定性测试：在规定的时间内进行连续不间断的运行测试，观察雷达系统的可靠性和稳定性表现，确保雷达系统能够长时间稳定运行。
10. 环境适应性测试：在模拟各种极端环境条件下进行测试，观察雷达系统的性能表现，确保雷达系统能够在不同环境下正常运行。
多普勒天气雷达天线测试结果记录表天气雷达天线控制协议与接口约定
附录A（资料性）多普勒天气雷达天线测试结果记录表A.1波束宽度记录（1（2）测试数据及结果水平极化波束宽度：垂直极化波束宽度：记录人：________ A.2副瓣电平记录（1外一对应于水平极化时主瓣功率峰值处的角度；段一对应于水平极化时副瓣功率峰值处的角度；%一对应于垂苴极化时主瓣功率峰值处的角度；%一对应于垂直极化时副瓣功率峰值处的角度。
水平极化副瓣电平的平均值：dB垂直极化副瓣电平的平均值：dB记录人： ______A.3天线增益记录(1)(2)测试数据及结果水平极化增益平均值：dB垂直极化增益平均值：dB水平和垂直极化增益差：dB记录人：1.4天线波束指向记录测试数据及计算结果:俯仰角最大误差：°记录人:A.5驻波比记录(1)A.6极化隔离度记录(1)(2)测试数据及结果水平极化交叉隔离度：dB垂直极化交叉隔离度：dB记录人：_______A.7天线双极化波束指向一致性记录(1)(2)测试数据及结果天线引入波束偏差平均值：。
记录人：_______ A.8天线双极化波束宽度一致性记录(1)(2)测试数据及结果3dB波束宽度差值平均值：°IodB波束宽度差值平均值：°20dB波束宽度差值平均值：°记录人：________A.9天线罩双程射频损失记录(1)测试仪表(2)测试数据及结果被测雷达工作中心频率/^o:MHz水平极化天线罩射频损失平均值：dB垂直极化天线罩射频损失平均值：dB记录人：________ A.10天线罩双程射频损失一致性记录水平极化双程射频损失平均值：dB水平极化双程射频损失标准差：dB垂直极化双程射频损失平均值：dB垂直极化双程射频损失标准差：dB记录人：_________A.11天线罩引入波束偏差记录(1)(2)测试数据及结果垂直极化方式下天线罩引入波束偏差平均值：°记录人：_________ A.12天线罩引入波束展宽记录(1)(2)测试数据及结果天线罩引入的水平波束展宽平均值：°天线罩引入的垂直波束展宽平均值：°记录人:附录B(资料性)天气雷达天线控制协议与接口约定采用统一、开放和兼容不同网络设备的协议，基于此协议为不同雷达厂家提供接口设计参考，实现天线远场测试自动化。
雷达气象学之第三章(多普勒天气雷达探测原理和方法)
2、脉冲对处理法（PPP）
在一定假设条件下对每一个距离库内的连 续两个取样值作成对处理．从而获得平均 多普勒频率和频谱宽度。此法优点在于能 实时处理．并且有一定精度，但它不能得 到频率谱。
3、相干记忆滤波器（CMF）处理法
此法只需要一个线路，在不设置距离库的 情况下同时对雷达探测范围内各个距离上 作粗略的谱分析，并能用如PSI(平面切变 线是其)等直接显示出来。但它精度不高；
垂 直 风 廓 线
补充风符号
1.风向杆 表示风的 来向。 2.风羽每 条代表风 速4米/秒， 半条代表2 米/秒，三 角旗代表 20米/秒。
谱 宽
反 射 率
三、影响速度谱宽的气象因子
• 多普勒速度谱宽表征着有效照射体内不同 大小的多普勒速度偏离其平均值的程度， 实际上它是由散射粒子具有不同的径向速 度所引起的。对气象目标物而言，影响速 度谱宽的主要因子有四个：
• 显然，雷达有效照射体中粒子直径的差别 越大，由此造成的多普勒速度谱越宽。
• 因此速度的谱宽实际上也取决于降水粒子 的谱分布。
• 当雷达水平探测时，粒子的下落末速度在 雷达波轴上的径向分量为零，所以它对多 普勒速度谱宽没有任何影响。
• 而当雷达垂直指向探测时，粒子下落末速 度即为径向速度，故由此造成的谱曾宽作 用最大。
• 在实际工作中需要了解的是有效照射体内
平均的多普勒速度和速度谱宽度，根据以
上关系式，并注意到 f 2v 关系式，则平均
多普勒速度
v
,和速度谱方差
2 v
分别为：
v 1 v v dv
Pr
2 v
1 Pr
vv
2
v dv
径向速度谱密度、平均径向速度、径向速度 谱宽三者的关系示意图
新一代多普勒天气雷达辐射特性的定量分析
新一代多普勒天气雷达辐射特性的定量分析随着科技的不断进步，新一代多普勒天气雷达在辐射特性方面呈现出许多新的特点和优势。
本文将对新一代多普勒天气雷达的辐射特性进行定量分析，通过测量和数值模拟研究，探讨其辐射特性的性能以及影响因素，并对应用领域进行展望。
首先，新一代多普勒天气雷达的辐射特性具有较高的分辨率和灵敏度。
通过增加天线的数量和高度，新一代多普勒天气雷达能够实现更细致的天气观测和更精确的风场测量。
此外，新一代多普勒天气雷达还采用了新型的信号处理技术，通过复杂的算法和数据处理方法，能够提高雷达对小尺度天气现象的探测率和准确度。
其次，新一代多普勒天气雷达的辐射特性受到环境因素的影响较小。
传统的天气雷达容易受到地形、气象条件等因素的干扰，导致数据的不准确性。
然而，新一代多普勒天气雷达采用了更先进的设计和技术，能够抵抗外界的干扰，提高数据的精确性和可靠性。
此外，新一代多普勒天气雷达还具有较高的抗干扰能力和抗干扰能力。
在雷达观测中，由于存在一些非气象目标，如建筑物、地面物体等，这些目标会对雷达的观测结果产生一定的干扰。
新一代多普勒天气雷达通过引入先进的抗干扰算法和技术，能够有效地抑制干扰信号，提高气象目标的探测率。
然而，新一代多普勒天气雷达的辐射特性在一定程度上受到天气条件的限制。
恶劣的天气条件，如大风、强降雨等，会影响雷达信号的传播和接收，进而影响雷达观测的准确性。
因此，在实际应用中，需要根据实际的天气条件和环境要求选择合适的观测模式和参数。
综上所述，新一代多普勒天气雷达在辐射特性方面具有较高的分辨率、灵敏度和抗干扰能力，并且受到环境因素的影响较小。
然而，在实际应用中，仍需要对天气条件进行综合考虑，以获得更准确和可靠的观测结果。
未来，随着技术的不断进步，新一代多普勒天气雷达的辐射特性将进一步提高，为气象研究和预报提供更全面的数据支持。
多普勒雷达试题和答案
多普勒天气雷达基础理论知识一、填空题1. 雷暴单体的生命史分为三个阶段.分别是塔状积云阶段、成熟阶段和消散阶段。
2. 雷暴或深厚湿对流产生的三个要素是大气垂直层结不稳定、水汽和抬升触发机制。
3. 强冰雹的产生要求雷暴内具有强烈上升气流；而雷暴大风的产生通常要求雷暴内具有强烈下沉气流。
4. 在瑞利散射条件满足的情况下.降水粒子集合的反射率因子只与降水粒子本身的（尺寸）和（数密度）有关。
5．龙卷涡旋特征TVS的定义有三个指标.包括（切变）、（垂直方向伸展）以及（持续性）6.积状云降水回波强度中心的反射率因子通常在( 35 )dBZ以上。
而层状云降水回波的反射率因子一般大于( 15 )dBZ.小于35dBZ。
大片的层状云或层状云-积状云混合降水大都会出现明显的( 零度层亮带 )。
7．如果大范围的环境风场零速度线呈反“S”型变化.表示实际风向（随高度反时针旋转）.并且在雷达有效探测范围内为（冷平流）。
8．在雷达径向方向.若某区域最大入流速度中心位于左侧.表示该区域存在（气旋性旋转）；若最大入流速度中心位于右侧.表示该区域存在（反气旋性旋转）。
9、弓形回波是移动（迅速）、（凸状）的与灾害性的下击暴流紧密相关的低层回波.最强风经常发生在（弓形回波前方）。
10. 降水回波功率随降水粒子（大小）、（相态）、（几何形状）不同而异。
二、选择题1．下列特征中哪个不是雷暴大风的雷达回波特征：（ D）A、反射率因子核心不断下降；B、中层径向辐合MARC；C、低层强烈辐散；D、有界弱回波区BWER的出现；2．下列因子中哪个不是有利于强冰雹产生的环境因素：（ B）A、CAPE值较大；B、对流层中层相对湿度较大；C、0℃层高度不过高；D、环境垂直风切变较大；3．下列特征中哪个不是经典超级单体风暴的典型特征：（ C）A、钩状回波；B、有界弱回波区；C、中层径向辐合；D、中气旋；4．下图中代表的大气稳定情况是( C )。
A、稳定层结B、不稳定层结C、潜在不稳定层结D、无法判断5．下列陈述中哪个是对的。
多普勒雷达距离确定误差分析
多普勒雷达距离确定误差分析多普勒雷达（Doppler radar）是一种常用于测量目标运动速度的无线电传感器。
它利用多普勒效应来确定目标的速度和位置，并且在许多领域具有广泛的应用，包括气象预报、交通监控和军事侦察等。
然而，由于复杂的环境条件和各种干扰因素的存在，多普勒雷达测量结果可能会存在误差，因此对多普勒雷达距离确定误差进行分析和研究显得非常重要。
在分析多普勒雷达距离确定误差之前，我们先来了解一下多普勒效应的原理。
多普勒效应是指当发射器和接收器之间的距离随时间变化时，以及目标物体向着或背离多普勒雷达传感器运动时，接收到的信号频率会发生变化。
当目标物体靠近传感器时，信号频率将会增加；而当目标物体远离传感器时，信号频率则会减小。
这个频率变化的差异使得多普勒雷达能够测量目标物体的速度和位置。
然而，多普勒雷达在测量距离时会遇到一些误差。
其中一个主要的误差来源是速度分辨率误差。
速度分辨率是指多普勒雷达能够同时测量的速度范围的最小差异。
它取决于多普勒雷达的带宽和脉冲宽度。
较宽的带宽和较长的脉冲宽度可以提高速度分辨率，从而减小速度测量误差。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体的需求来选择合适的带宽和脉冲宽度，以尽可能减小速度分辨率误差。
除了速度分辨率误差，多普勒雷达在距离确定上还存在其他几个常见的误差来源。
第一个是距离测量范围误差。
多普勒雷达的距离测量范围受到传输功率、接收器灵敏度以及目标散射截面积等因素的影响。
另一个是目标回波信号的时间延迟误差。
这种误差是由于信号传播时间、传输路径的不均匀以及接收器时钟的不准确性等因素引起的。
此外，信号衰减、天气条件和目标反射特性的变化也会引入距离测量误差。
为了减小多普勒雷达距离测量误差，我们可以采取一些措施。
首先，优化多普勒雷达的硬件设计和信号处理算法，以提高测量精度。
同时，我们还可以通过增加天线数量和改变多普勒雷达的工作模式来增加观测角度，从而减小距离误差。
此外，校准多普勒雷达的传输功率和接收灵敏度，以及定期维护和校正雷达设备，也是减小误差的重要手段。
新一代天气雷达主要测试仪表使用方法
形 ， 判 断定 位 出发 生 故 障 的部 件 。雷 达 站 常用 来
的测试 仪 器 主要 有 示波 器 、 功率 计 和频 谱 仪 ， 使 用 仪器 仪表 要做 到安全 有 效 。安 全主要 是指 仪器 的测 量 范 围 ，如 功 率 计 的探 头 和 示 波 器 的检 波 器 ； 效 主 要 指 ： 试 对 象 要 了解 清 楚 并 知 道 测 有 测 试 目的 ，如 检测 微 波组 件 时 大 多要 用 功率 计 ， 用 示 波器 测 发射 脉冲 包络 时 要设 ５ Ｑ 的 匹配 电阻 。 ０ 本 文 以 长 乐 雷 达 站 目前 使 用 的 Ｔ ｋｒｎｘＴ Ｓ ｅｔ ｉ Ｄ ｏ
摘 要： 以长 乐雷达站 的实际情况 ， 对雷达故 障维修过程 中经常使用 的三种 测试仪 表 ：ｅｔ ｎ Ｔ Ｓ０２ Ｔ ｋ ｏｉ Ｄ ３３ Ｂ型示波器、 ｇ ｅｔ４ １Ｂ型功率计和 Ａ ｉ ｎ ４ ０ 型频谱分析仪 ｒ ｘ Ａ ｉｎＥ ４ ８ ｌ ｇ ｅｔ ４ ５ ｌ Ｅ 介绍使用方法及要点并归纳 出一些使用技巧 ， 台站技术人 员参考。 供 关键词： 气雷达； 天 测试仪表； 使用方法
新 一 代 天 气 雷 达 系 统 具 有 故 障 自诊 报 警 系
统 和 自动 标 定系 统 ， 发生 故 障 时还 是 需 要 维修 但 技 术 人 员 利 用 专 用 仪 器 进 行 测 量 各 种 参 数 和 波 １ 示 波器 开 机 后 会有 一 个 自动检 测 的过程 ， ） 如果 仪器 没有 异常 ， 就会 提 开机 自检 正 常 ” 。 ２ 如果示 波器 出现 问题 ， 过 自我标 定 ， ） 通 可初 步检验仪器 是否正常 。 测试 的示波器 内部会 产生一 个 幅值为 ５ 频率 为 ｌ Ｈ 的标准方波信 号 。 Ｖ， ｋｚ ３ 示 波器 测 试 信 号 时一 定 要 接地 ， 且要 与 ） 并 测试 信号“ 共地 ” 。
脉冲多普勒天气雷达发射功率测量技术
图 １ 雷 达 发 射功 率 间接 测 量 示 意
间接 测 量 主要分 为 ２个环 节 ： 用数 字 示波 器 ① 测 量雷达 发射信 号 脉 冲包 络 特 性及 主 要技 术 参 数 ； ② 用小功 率计测 量雷 达发射 信号在 １ 个脉 冲调 制重
（ ）参 考 电 平 。 数 字 示 波 器 有 自动 测 量 功 ２
能 ， 形 脉 冲 包 络 的 上 升 、 降 沿 和 脉 冲 宽 度 均 矩 下
率， 要保 证在 示波 器屏 幕显示 范 围 内（ 即水平 扫描 时
长 范 围 内 ） 少 出 现 ２个 脉 冲 包 络 ， 能 准 确 、 定 至 才 稳
３２ ４
气
象
科
技
第 ３ ８卷
电平 外 ， 实际测 量 操作 中应 将 整个 脉 冲包 络进 行 在 完 整展开且 在屏幕 上稳 定显 示 ， 能准确 、 才 稳定 自动 测量 出脉 冲宽度 。
用数 字示波 器测 量发 射 信 号脉 冲 包络 ， 保 证包 络 应 （ ｆ、） 状 良好 ， 、 性 ｒ 符合 雷达 技 术指 标 要求 ， 则将 否
１ 雷 达 发 射 功 率 测 量 原 理
式 中 Ｐ 为 发射信号 峰值 平均 功率 （ ｗ ） Ｐ ｋ ， 为 １个 脉 冲重 复周 期 内射 频 信 号 平 均 功 率 （ ｗ） ｒ 为 脉 ；７ ０ 冲包络 宽度 （ ｓ ； 脉冲重 复频 率 （ ） Ｌ∑ ）Ｆ 为 Ｈｚ ； 为测
（ ）采 集 模 式 。 示 波 器 的 采 集 模 式 有 取 样 ： ３ 峰
值探 测 、 络 和平 均 值 ４种 ， 包 ］ 应设 置 为 峰 值探 测 ，
新一代天气雷达测试要点
• 不符合以上判据的，则判定为出厂验收测 试不合格。
10
性能参数测试和检查
• 天馈和伺服系统 • 发射机 • 接收机 • 系统相干性 • 地物对消能力检查 • 系统回波强度定标、速度测量检验 • 雷达主要参数出厂测试记录
AGC衰减量为0dB时，测量接收机输出的噪声电 压（V），再输入外接信号源信号，逐渐增大其 信号功率，当接收机输出的电压幅度为1.4倍噪声 电压（V）时，注入接收机的信号源信号功率为 接收机的最小可测信号功率。接收机两种带宽分 别测量。
• 测量结果：
记录：
44
接收系统动态特性测试
• 接收系统指从雷达的接收机前端，经接收支路、 信号处理器到终端。
达出厂验收的主要依据之一
6
出厂验收测试要求
• 测试项目的技术参数和性能必须达到本大 纲的要求。雷达购置合同对技术参数另有 要求的按合同执行
• 被测项目的参数和性能不符合规定和要求 时，则暂停测试
7
出厂验收测试要求
• 承制方在12小时内查明原因、采取措施达 到指标要求后，经验收测试组认可，方可 继续进行验收测试。
测量次数
V1(V)
V2(V)
NF1(dB)
NF2(dB)
1
2
3
4
38
用噪声系数测试仪直接测量噪声系数
• 测试仪表：噪声测试仪 型号： 噪声源 型号：
• 测试结果：NF (dB)：
39
机内噪声源测量噪声系数
• 用机内噪声源测量噪声系数是通过雷达系 统内设置的噪声源测量接收机噪声系数
利用多普勒雷达技术测量风速的操作方法
利用多普勒雷达技术测量风速的操作方法风是大自然中一种常见的气象现象，对于气象学、航空航天和能源等领域来说，准确测量风速是至关重要的。
多普勒雷达技术是一种常用的测量风速的方法，它利用物体反射回来的电磁波频率变化来推算风速。
本文将介绍利用多普勒雷达技术测量风速的操作方法。
首先，我们需要准备一台多普勒雷达设备。
多普勒雷达是一种主动式雷达，它通过发射一束连续波或脉冲波来测量物体的速度。
在测量风速时，我们需要选择适合的雷达频率和功率，以及合适的天线。
接下来，我们需要选择一个适合的测量点。
理想情况下，测量点应该位于开阔的地方，远离建筑物和其他遮挡物。
这样可以减少外界干扰，提高测量的准确性。
同时，我们还需要注意测量点的高度，一般来说，测量点的高度越高，测量结果的准确性越高。
在进行测量之前，我们需要对多普勒雷达进行校准。
校准的目的是消除雷达设备本身的误差，以保证测量结果的准确性。
校准的过程需要参考设备的使用说明书，按照指导进行操作。
当设备校准完成后，我们可以开始进行实际的测量了。
首先，我们需要将雷达设备指向待测量的目标区域。
在测量风速时，我们通常选择一些具有较高反射率的物体作为目标，例如建筑物、山脉等。
然后，我们需要调整雷达设备的参数，以适应目标物体的反射特性。
这些参数包括脉冲重复频率、脉冲宽度和发射功率等。
在调整参数完成后，我们可以开始进行实际的测量了。
雷达设备会发射一束电磁波，当波束遇到目标物体时，部分波束会被目标物体反射回来。
由于目标物体的运动，反射回来的波束频率会发生变化。
通过分析这种频率变化，我们可以推算出目标物体的速度，从而得到风速的测量结果。
需要注意的是，在进行测量时，我们需要考虑到多普勒效应对测量结果的影响。
多普勒效应是指当波源和接收器相对运动时，接收到的波的频率会发生变化。
在测量风速时，我们需要将多普勒效应考虑在内，以保证测量结果的准确性。
综上所述，利用多普勒雷达技术测量风速需要准备合适的设备和测量点，进行设备校准，调整参数，选择合适的目标物体，并考虑多普勒效应的影响。
多普勒雷达测速
多普勒雷达测速 Revised by Petrel at 2021多普勒雷达多普勒雷达测速是一种直接测量速度和距离的方法。
在列车上安装多普勒雷达，始终向轨面发射电磁波，由于列车和轨面之间有相对运动，根据多普勒频移效应原理，在发射波和反射波之间产生频移，通过测量频移就可以计算出列车的运行速度，进一步计算出列车运行的距离。
克服了车轮磨损、空转或滑行等造成的误差，可以连续测速、测向和定位。
多普勒效应当发射源(或接收者)相对介质运动时，接收者接收到的电磁波的频率和发射源的频率不同，这种现象被称为多普勒效应。
物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。
在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移)。
在运动的波源后面，产生相反的效应。
波长变得较长，频率变得较低(红移)。
波源的速度越高，所产生的效应越大。
根据光波红／蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
多普勒效应假设原有波源的波长为λ，频率为f0，介质中波速为c则(1)当波源静止不动Vs=0，观察者以V0相对波源移动(向波源方向)(2)当观察者静止不动V0=0，波源以Vs相对观察者移动(向观察者方向)(3)当波源移动速度为Vs，观察者移动速度为V0，相对运动，此时介质中的波长和观察者接收到的波的个数都有变化多普勒雷达的测速原理多普勒雷达法利用多普勒效应测量列车运行速度。
在车头位置安装多普勒雷达，雷达向地面发送一定频率的信号，并检测反射回来的信号。
由于列车的运动会产生多普勒效应，所以检测到的信号其频率与发送的信号频率是不完全相同的。
如果列车在前进状态，反射的信号频率高于发射信号频率；反之，则低于发射信号频率。
而且，列车运行速度越快，两个信号之间的频率差越大。
通过测量两个信号之间的频率差就可以获取列车的运行方向和即时运行速度，对列车的速度进行积分就可得到列车的运行距离。
多普勒雷达的测速原理雷达发射电磁波的频率为F，在介质中的传播速度为c，发射角为a1，当雷达以速度V平行于反射面运动(反射面静止)，则在反射面接收到的波频率为f1 而此时反射面把波反射回去，相当于波源(静止)，雷达接收反射回来的波，相当于观察者(平行反射面速度为V)，由于雷达的运动，入射角为a2，则雷达接收到的波频率为f2多普勒雷达的测速原理发射波与接收波的频移为由于雷达运动的速度V远远小于电磁波的速度c，可以近似认为入射角a2=a1，则频移将上式展为泰勒级数，并舍去高次项，可得也就是说，发射波与入射波之间的频移fr与雷达的速度V沿发射波方向的分量的大小成正比。
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兰州多普勒天气雷达灵敏度测试
兰州理工大学机电学院 民航甘肃空管分局 田 方
本文主要通过详细的图示，以美国EEC 多普勒气象雷达DWSR －2500C 为例,介绍了雷达的接收机灵敏度的基本原理和测试，通过理论与实际相结合，详细讲述了一种不常见测试灵敏度的方法；对以后机务员对雷达的测试维护提供了参考和补充,有一定的普及实用价值。
1 简述
灵敏度是雷达接收机的最主要质量指标之一。
灵敏度表示了接收机接收微弱信号的能力。
能接收的信号越微弱，则接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离也就越远。
雷达接收机的灵敏度通常用最小可检测信号功率S i min 来表示，如果信号功率低于此值，则表示信号将被淹没在噪声干扰信号之中，不能被可靠的检测出来。
（俞小鼎.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].气象出版社,2006）当接收机的输入信号功率达到S i min 时，接收机就能正常接收并且能在输出端检测出这一信号来。
由于雷达接收机的灵敏度受噪声电平的限制，因此要想提高它的灵敏度，就必须尽量减小噪声电平，同时还应该使接收机有足够的增益。
具体来讲，由于噪声总是伴随着微弱信号同时出现，所以要能检测信号，微弱信号的功率应该大于噪声功率或者可以和噪声功率相比。
在噪声背景下检测目标，接收机输出端不仅要使信号放大到足够的数值，更重要的是使其输出信号噪声比S O / N O 达到所需要的数值。
（丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M].西安:西北电子科技大学出版社(第三版),1994）通常雷达终端检测信号的质量取决于信噪比。
接收机噪声系数F O 为：
(1)
输入信号的额定功率S i
为：
(2)
式中，为接收机输入端的额定噪声功率。
于是进一步
得到：
(3)
为了保证雷达检测系统发现目标的质量，接收机的中频输出必须提供足够的信号噪声比，令
时所对应的接收机输
入信号功率为最小可检测信号功率，即接收机实际灵敏度为：
(4)
通常，又可以把(S O / N O )min 称为“识别系数”，并用M 表示，所以灵敏度又可以写成：
(5)
为了提高接收机的灵敏度，即减少最小可检测信号功率S i min ，通常需要做到：(1)尽量降低接收机的总噪声系数F O ，所以通常采用高增益、低噪声高放；（卢小佳.多普勒天气雷达信号处理的研究[D].安徽大学,2014）(2)接收机中频放大器采用匹配滤波器，以便得到
白噪声背景下输出最大信号噪声比；(3)识别系数M 与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率及检测方法等因素均有关系。
在保证整机性能的前提下，尽量减小M 的数值。
为了比较不同接收机线性部分的噪声系数F O 和带宽B O 对灵敏度的影响，需要排除接收机以外的诸多因素，因此通常令M = 1，这
时接收机的灵敏度称为“临界灵敏度”，其值为：
(6)
雷达接收机的灵敏度以额定功率表示，并且通常以相对的
分贝数计值，即：
(7)
将
的数值带入公式，S i min 取单位dBmW
，则计算公式为：
(8)
2 雷达概况
兰州机场采用美国EEC 公司DWSR2500C 型多普勒天气雷达，工作在C 波段，能够探测强度和速度。
雷达主要指标有：
峰值功率：250KW ，即84dbm 工作频率：5600Mhz 驻波比：1.25:1
雷达灵敏度：2.0μs -112dBm
3 测试原理
灵敏度的测试原理一般有两种。
（陈德生,谢君,曲楠,等.新一代多普勒天气雷达参数测量和性能标定[J].气象与环境科学,2006(4):88-89）第一，直接测试法，利用信号发生器注入射频信号，通过改变信号源的输出幅值，在输出端利用相应测试仪器找出杂波信号中的最小射频信号；第二，间接测试法，根据噪声系数与灵敏度的函数关系，在测得噪声系数和已知接收机带宽的条件下，利用公式进行计算，从而得出灵敏度值，也可以通过噪声系数与灵敏度相关公式的变形，在测得信噪比的条件下，通过计算得到灵敏度值。
本文采用的是不常用的一种间接测试法，也被称为“3dB 灵敏度测量法”。
3dB 灵敏度测量法：
一种常见的雷达厂家测试方法，对其信号发生器的要求非常高，要求信号源产生的高频低功率信号非常稳定。
3.1 测试准备
表1 测试仪表
序号名称数量备注1信号发生器1Agilent N5183A
2频谱仪1HP8696E 3转接头1SMA 4
测试电缆
2
N型
• 137
•
3.2 测试方法
警告：
频谱分析仪有最大输入信号电平限制，短时超过规定的最大量程会导致设备损坏。
(1)频谱分析仪开机使用
功率计开机时有一个硬件初始化过程，当初始化完毕后，进入操作窗口；
测试设备长时间的预热和在小信号测试时进行正确校零，可减小仪器测试误差。
(2)信号发生器校准(3)测试连接图
11
图1 3dB灵敏度测量法连接图
4 测试过程
4.1 信号发生器的设置
选择按键“Freq ”，设置连续波频率为5.6GHz ；选择按键“AmptD ”，设置幅值为-80dBm ；
选择按键“Pulse source ”，设置脉冲加载方式为“Free Run ”、脉冲周期“4.0ms ”、脉冲宽度“2.0μs ”；
选择按键“Pulse off/on ” 为on ， 打开调制脉冲设置开关；选择按键“Mod on/off ” 为on ，打开调制开关；选择按键“RF on/off ”为on ，打开射频发射开关；4.2 频谱仪的设置
设置中心频率为30MHz ；设置带宽Span 为30MHz ；设置带宽分辨率RBW 为100kHz ；设置视频分辨率VBW 为30kHz ；设置带宽扫描时间 Sweep time 为30msec ；4.3 灵敏度测试步骤
按照频谱仪灵敏度测试连接图连接测试设备；
基于DWSR2500C 型多普勒天气雷达的技术指标，对信号发生器进行设置，产生一组模拟的雷达射频信号；
从接收机的高频部分（V2）高频限制保护器输入端注入2μs 射频脉冲，从接收机A6—线性放大器RF OUT 端输出，用频谱仪进行检测；
选择按键“Mark peak search ”，找到中频频点；
选择按键“BW ”，选择子键“Avg ”，对信号进行平均；关闭信号源，信号图像幅度下降，待图像稳定后，在做一次平均，记录此时中频频点处的幅值，即为中频频点噪声；
打开信号源，逐渐增加信号输出功率，当中频频点值高出噪声值3dBm 时，记录此时信号源的输出功率；
通过公式，计算出灵敏度；测试图像如图2、图3所示：
图2 信号源输出-80dBm信号
图3 中频频点噪声-75.75dBm信号
4.4 测试结果
当信号发生器的输出功率为-80dBm 时，图像如图12所示，找到中频频点，显示30.45MHz ；关闭信号发生器，信号逐渐下降，待稳定后，如图13所示，记录中频频点噪声为-75.75dBm ；
打开信号源，增加信号输出功率，当中频频点值高出噪声值3dBm 时，记录此时信号源的输出功率为-93dBm ；将测试数据记录绘制成表，如表2所示。
表2 测试数据记录表
5 结论
综上所述不难发现，测试结果与理论值相比基本一致，3dB 测试方法较之平常常见的测试方法而言操作比较困难，而且需要对测试仪器有较为深入的理解，本文通过介绍这种测试方法也意在加强多普勒雷达机务员的维护维修技能。
作者简介：田方（1986—），男，工程师。