GFE(L)1型测风雷达

全机框图

1—宽行点阵打印机2—键盘3—控制盒4—显示器5—亮度控制盒6—鼠标7—示波器8—主控箱9—驱动箱10—基测箱11—UPS电源12—蓄电池

室外

室内

三、特点

1、中心频率：1675±6MHz。

2、角跟踪精度高,体积小,重量轻。

3、雷达断电后连续工作20分钟以上；耗电量。

4、实现了角度跟踪、距离跟踪、雷达控制、监控监测及数据接收、处理的全自动化。

5、最近测距距离可达100米以内。

6、采用电视监控手段,提高了放球成功率。

7、自动检测故障、报警，以图形的方式指出故障位置，提高可维修性。

8、以Windows9X/Window2000/ WindowXP中文版

本为运行平台，数据接收纠错能力强，人机界面友好，操作简便。

9、终端软件具有气压—高度反算功能，使得雷达具有无线电经纬仪的功能。

10、终端软件的数据处理操作简便，在探测结束后可立即输出符合中国气象局气象规范的报表、报文。

第二节基本工作原理

与之配套的探空仪是较为先进的数字式电子探空仪，温度、湿度传感器采用成熟的热敏、湿敏电阻，气压传感器采用进口半导体压敏材料，精度高，一致性好。由传感器获得的电信号被探空仪中的微处理器采样、校正、编码，按1200Hz的波特率每秒一次向外发送。

探空仪的接收发射共用同一天线，其发射机工作在超再生状态，它产生的载波频率1671MHz的信号受调制器产生的800kHz信号的调制。在不发气象码时，探空仪发射的信号即为“超杂波”，而在发码期间800kHz副载波将受32.7kHz方波调制，而有无32.7kHz方波取决于此时气象码是“0”还是“1”。

测距原理

雷达发射“询问”脉冲被回答器的天线所接收，回答器就发射一个“回答”脉冲被雷达所接收。

由于询问和回答信号采用大致相同的频率，所以当雷达发射的询问脉冲被探空仪接收后，加到高频振荡器，使超再生作用加强，即“超杂波”的幅度增大即产生“鼓包”，在询脉冲作用后的一段很短的时间内超再生振荡停止即“缺口”，这个“鼓包”与“缺口”就是探空仪对雷达询问脉冲的回答信号。

测定回答信号相对雷达主波的延时，即可测定探空仪与雷达间的斜距。

探空仪发射机及信号结构

探空仪发射机是探空仪与接收设备间的通信装置，对于二次雷达用探空仪发射机，还有“信标”的作用，气象部门称为“回答器”，作用是配合雷达测距。

发射机和回答器在电路器件组成上没有什么不同，是振荡器的不同工作状态。回答器为超再生状态，属于不饱和振荡；没有回答性能的发射机通常是正弦振荡器。

探空仪发射机采用的电路通常是Array最简单的三点振荡器，只有一个晶体管，但有很复杂的相互调制的体制。目前有专门的集成电路发射机。

长望GTS1型和大桥GTS1-2型L波段探空仪的发射机、调制电路版及天线如右图所示。

以GTS1探空仪为例，高频振荡器的载频为1675MHz，载频受800kHz的淬频调制，在淬频上又调制32.5kHz的

气象信息。

探空仪发射信号的重复周期为，每帧约1秒，其中气象信息发送时间约为0.2s，余下的时间用于测距，发送超再生800kHz同步振荡脉冲，并随时等待雷达的询问脉冲。

重复周期是不准确的，目前长望的平均时间为1.2秒，大桥为1.0秒，太原为1.3秒。重复周期在施放过程中也是不断变化的。

发射机的工作方式和测距原理相关术语：

（1）调制

调制是一种信号附加在另一种信号上的方法，被调制的信号称为载频。通常是用低频频率的信号对高频信号进行调制。探空仪发射机的信号调制有两种方式，调幅和调频。

调频：载波通常为等幅正弦波，调制波在其内部，使载波的频率产生变化。接收机用鉴频器检出调制波，得到有用的信息。

调幅，载波通常也为等幅正弦波，调制波引起载波幅度的变化，接收机用检波器检出调制波，得到有用的信息。调幅度为100%时，又称“键控”。

（2）超再生工作状态

超高频发射机除了发送T、P、U气象要素信息，还要接收地面雷达发射的询问信号，因此还必须具有接收机的功能。为了使同一振荡电路具有收发两种功能，它只能处于超再生工作状态（既间歇工作状态）。超再生工作状态所产生的脉冲宽度和间歇振荡重复频率决定于电路中电容、电阻和供电电压。

这种自调制超再生电路的接收灵敏度极低，必须在间歇振荡的休止时间内增加淬频信号，以提高超再生接收的灵敏度。

（3）淬频信号

淬频信号是射频信号（1675MHz）的调制信号，淬频信号是一种正弦波，用来提高超再生射频信号的应答器接收灵敏度，频率在800kHz左右，其幅度大小，与应答器工作方式有关。

若应答器的“回答信号”采用使超高频间歇振荡器“提前振荡”的工作方式，淬频信号采用约等于应答器电源电压1 ％小幅度调制，这种工作方式的优点是发射机输出功率大、回答灵敏度高，缺点是回答百分比相对较低。

若应答器的“回答信号”是采用使超高频间歇振荡器“幅度增强”工作方式，淬频信号采用约等于应答器电源电压10％的大幅度“同步”方式，使超高频间歇振荡频率等于淬频信号频率，这种工作方式的优点是回答百分比高、超高频振荡信号的间歇频率稳定连续，有利于地面雷达跟踪，缺点是发射机输出脉冲功率较小，回答灵敏度较低。

（3）鼓包和缺口

鼓包和缺口是指：在雷达利用探空仪回答器测距时，在计算机显示屏上显示的淬频（800kHz）等幅正弦波，在得到回波时出现的突起和空隙。是探空仪回答器配合雷达测距的标志信号。

超高频发射机的超再生振荡器，在淬频同步状态是不能达到饱和的，称之为“欠饱和”。一旦接收到地面雷达的0.8μs询问脉冲后，超高频振荡器在0.8μs期间内产生谐

振，振荡强度立即从“欠饱和”达到“饱和”，从而使这个饱和状态下的淬频幅度高於其它淬频幅度，称之为应答“鼓包”。