CINRAD/SC雷达观测参数合理配置问题研究

中国产CINRAD/SC新一代天气雷达的脉冲重复频率、脉冲采样数和天线扫描转速这3个观测参数均可由雷达使用者自行配置。雷达观测实践表明,这3个观测参数配置得正确、合理与否,将直接影响到雷达获取的基数据资料质量的优劣,进而可影响到雷达导出产品的质量。通过理论分析,得到了天气雷达脉冲重复频率、脉冲采样数和天线转速这3个可配置观测参数科学合理的配置规律。以此作为CINRAD/SC天气雷达相关参数的配置依据,获取的基数据质量可以得到提高。     

天气雷达天线座水平度检测方法改进

从实际检测工作中发现.使用传统方法对CINRAD/SC天气雷达天线座水平度进行检测,在普通基层雷达站其可操作性比较差,检测结果中含有比较明显的误差成分,不够准确.针对该问题,提出了具体的改进措施,并且给出对检测数据的修正方法和处理方法.用改进的天线座水平度检测方法和数据处理方法,可使得CINRAD/SC天气雷达天线座水平度的检测过程大大缩短并且容易实施,经过数学处理后的结果更加真实.其他类型天气雷达的天线座水平度检测及检测结果的处理.也可以借鉴本方法来进行.     

CINRAD/SA雷达伺服电机连续故障诊断分析

CINRAD/SA天气雷达投入业务运行以来,在天线伺服系统方面出现了很多次故障,而直流方位电机是天线伺服系统的主要组成部分也是发生故障较多的部件之一。2014年福建长乐CINRAD/SA天气雷达在重大天气保障过程中,连续发生方位电机卡死造成雷达停机和测速机性能降低引起天线转速不稳造成雷达产品异常的故障;根据天线控制信号流程,通过运行雷达RDASOT测试程序、测量直流方位电机阻值、测量测速机反馈电压等方法,分析其故障的成因,对雷达伺服直流电机故障分析及解决方法有重要的指导作用。     

CINRAD/CB脉冲多普勒天气雷达数字中频接收机

介绍CINRAD/CB脉冲多普勒天气雷达数字中频接收机的主要功能和技术性能.CINRAD/CB雷达接收机的主要特点是高灵敏、采用了数字中频采样、带AGC的大动态接收范围、低相噪频率综合器、在线测试、系统在线定标和整机性能的测量等技术,采用了高稳定频率源和全相干技术体制.简述了CINRAD/CB雷达接收机的组成和工作原理,给出接收系统的组成框图,对该系统接收机的灵敏度、噪声系数、动态范围等性能指标进行了分析.     

CINRAD/SC天气雷达伺服系统故障分析与排除

简要说明了CINRAD/SC天气雷达伺服系统的基本工作原理,并对临沂市CIN-RAD/SC天气雷达伺服系统出现的3次硬件故障进行了仔细的分析,提出了伺服系统的故障分析与排除,最后给出故障检修方法与技巧。     

CINRAD/SC型雷达高低压故障的诊断分析

CINRAD/SC型天气雷达的高低压部分比其他部分的故障率相对要高些。文章介绍利用HH4331A型通用示波器和500型万用表诊断CINRAD/SC型新一代天气雷达高低压故障的过程,并进行了个例分析,在此基础上对维修过程中应注意的问题作了说明。     

滨州CINRAD/SC型雷达几次非典型故障案例分析

2010—2014年间滨州CINRAD/SC型雷达在升级换型前出现了几次非典型故障,在故障的排查过程中,通过采用观察法、电阻电压测量法、屏蔽报警或保护电路法、替换法、空载法等监测手段及利用关键点理论参数和波形图像等方法,判断故障原因、定位及排除故障,为CINRAD/SC型天气雷达的运行保障工作积累一些经验和方法,以期将天气雷达的运行保障工作做到更好。     

浅谈CINRAD/CD雷达IGBT故障控制及维护

新一代天气雷达的脉冲调制器性能直接影响到雷达的正常业务运行,因此其维护也日益受到重视。以毕节新一代天气雷达脉冲调制器维护为个例,分析调制开关故障原因。结合工作经验,从业务实际出发,对脉冲调制器的使用维护及工作状态提出一些建议。希望对我省其他CINRAD/CD雷达有一定的借鉴,以提高新一代天气雷达业务运行质量。     

CINRAD/SA天气雷达RDA适配参数的组成与应用

通过例证的方法,系统介绍了CINRAD/SA天气雷达RDA适配参数的组成、特点和作用,以及适配参数在雷达维护、标定中的重要应用,以便雷达保障人员在CINRAD/SA天气雷达的运行维护工作中能很好使用适配参数。CINRAD/SA天气雷达保障工作的实际经验表明,RDA适配参数在CINRAD/SA天气雷达的智能管理、运行控制、运行维护、系统标定、故障报警、信号处理和数据生成等方面具有重要作用,系统了解和充分运用RDA适配参数对保障CINRAD/SA天气雷达系统的高效、可靠运行具有十分重要的现实意义。     

CINRAD/SA数字交流伺服系统调试和维修方法

总结了CINRAD/SA雷达交流变频数字伺服系统技术特点和交流变频数字伺服系统的主通道信号流程、监控信号流程、变频器信号流程,根据监测信息、报警信息、关键点参数,从位置环、速度环、加速度环3个方面探讨了CINRAD/SA雷达交流变频数字伺服系统故障诊断方法,以及天线不受控制、天线运转不正常、跳码或角码和天线实际位置不一致故障诊断方法.列举了两个典型故障个例,即：由于伺服速度反馈信号不正常,导致天线方位电机过热报警,方位无法完成无超调控制且方位到位精度差和过冲;由于方位和俯仰跳码,导致雷达动态错误报警,天线失控到高仰角死区.总结了这两个典型故障个例的理论分析和处理步骤.提出了交流变频数字伺服系统维修方面的一些建议,为新一代天气雷达技术支持和保障提供借鉴.     

脉冲多普勒气象雷达发射机相位稳定性分析

简要介绍了低相位噪声多普勒天气雷达发射机的特点和组成,脉冲多普勒气象雷达对发射机相位稳定性的要求,发射机满足脉冲多普勒气象雷达的要求所面临的关键技术问题。为了改善相位噪声,在发射机中采用了全固态调制器、回扫充电技术、充电校平技术和同步交流方波稳流灯丝电源等技术。分析了发射机影响脉冲多普勒气象雷达检测性能的主要因素以及射频脉冲信号受寄生调制的影响而产生的边带相位噪声,发现在发射机射频信号中不需要的寄生调制和噪声是由一系列源产生的,影响脉冲多普勒气象雷达相位稳定性的主要因素有射频激励源、电源纹波、脉冲时间抖动、幅度调制、颤噪效应、电磁感应和电磁干扰辐射源等。这些不需要的边带噪声限制了脉冲多普勒气象雷达在杂波中探测目标的能力。     

CFL-03型风廓线雷达收发对接技术的改进

在风廓线雷达的数据应用过程中,雷达获取数据的准确性至关重要,而风廓线雷达的收发对接过程又直接影响获取数据的准确性,因此,对雷达的收发对接技术进行研究非常重要。一般来说,对于该类型风廓线雷达的对接方法采用一种间接测试的方法,对接过程中要反复调整频综脉冲、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等的波形作用时间和脉宽。另外,收发开关脉冲的后沿并非标准矩形脉冲的后沿,位置难以确定,其后沿设置的位置离发射脉冲太近会产生高频头被击穿烧毁的现象,太远则会影响低层风的测风质量。以CFL-03型风廓线雷达为例,介绍了风廓线雷达的一般收发对接技术和改进的对接技术,以及频综、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等相关时序的确定方法。经过实践验证,两种对接技术都满足了设备的使用要求,而改进的收发对接技术,更直观形象,易于操作。     

一次CINRAD/SA雷达发射机功率偏低故障的分析及处理

发射机是CINRAD/SA雷达的重要组成部分,由于结构复杂,长期处于连续高压强电的工作状态,其故障率往往是几个分机系统中最高的,而且发射机系统的故障基本都是强迫整机瘫痪的"不可工作"级别的恶性故障,严重影响日常的观测业务.基于CINRAD/SA雷达发射功率一次异常的陡降现象,深入分析其原因,发现高频脉冲形成器的损坏导致脉冲宽度变小,脉冲信号的占空比也随之减小,从而引起发射功率的下降.同时,对故障源的查找、定位方法也做了详细的阐述.     

CINRAD/CC型新一代天气雷达激励源故障分析

激励源是全相参多普勒天气雷达发射分系统射频激励调制脉冲信号和标定分系统射频测试调制脉冲信号的提供者,如果激励源输出的RF调制脉冲信号的功率下降比较多,或者时序控制脉冲幅度和脉宽发生变化,或者进入激励源的本振1、本振2的频率和功率发生变化,都将引起发射机发射功率的大幅度下降,从而造成回波信号异常等故障现象.通过2010年10月27日新疆阿克苏天气雷达激励源故障现象,并结合激励源的基本原理及雷达正常运行和非正常情况下关键点波形的对比分析揭示了CINAD/CC天气雷达激励源故障的成因,给出了故障诊断依据和测试排除的具体办法,为保证天气雷达业务实时运转提供了保障.     

新型天气雷达发射脉冲包络检测集成系统设计与实现

实现一种新型天气雷达发射脉冲包络检测集成技术,高度集成数控衰减器、包络检波器、A/D转换器和FPGA(Field Programmable Gate Array)处理器;能快速准确的对发射机脉冲特性进行检测,无需其他仪器和工具辅助,全自动测试,自动生成测试报告并根据测试结果给出检修建议,能够有效解决台站天气雷达对发射脉冲包络传统测试和维护的单一测试仪器功能,有效降低人为测试误差,减少天气雷达故障诊断和日常维护带来的制约和影响,促进天气雷达测试、维护维修保障的标准化和自动化。     

A Ka-band Solid-state Transmitter Cloud Radar and Data Merging Algorithm for Its Measurements

This study concerns a Ka-band solid-state transmitter cloud radar, made in China, which can operate in three different work modes, with different pulse widths, and coherent and incoherent integration numbers, to meet the requirements for cloud remote sensing over the Tibetan Plateau. Specifically, the design of the three operational modes of the radar(i.e., boundary mode M1, cirrus mode M2, and precipitation mode M3) is introduced. Also, a cloud radar data merging algorithm for the three modes is proposed. Using one month's continuous measurements during summertime at Naqu on the Tibetan Plateau,we analyzed the consistency between the cloud radar measurements of the three modes. The number of occurrences of radar detections of hydrometeors and the percentage contributions of the different modes' data to the merged data were estimated.The performance of the merging algorithm was evaluated. The results indicated that the minimum detectable reflectivity for each mode was consistent with theoretical results. Merged data provided measurements with a minimum reflectivity of -35 dBZ at the height of 5 km, and obtained information above the height of 0.2 km. Measurements of radial velocity by the three operational modes agreed very well, and systematic errors in measurements of reflectivity were less than 2 dB. However,large discrepancies existed in the measurements of the linear depolarization ratio taken from the different operational modes.The percentage of radar detections of hydrometeors in mid- and high-level clouds increased by 60% through application of pulse compression techniques. In conclusion, the merged data are appropriate for cloud and precipitation studies over the Tibetan Plateau.     

风廓线雷达回波信号强度定标方法

风廓线雷达返回信号功率定标通常通过返回信号信噪比和系统噪声功率的估算得到。该方法存在着噪声电平的确定、外部噪声等不确定性因素,影响了定标的精度。采用信号源分别对接收机和信号处理器进行定量测试,进而对雷达系统进行定标,是另一种可行的办法,该文利用这种方法对CFL-03风廓线雷达进行了定标,并利用该雷达在东莞2009年7月和8月探测资料与广州S波段天气雷达和地面雨量计资料进行比较。结果表明:用该定标方法得到的回波强度与天气雷达回波强度和地面雨量计资料估算的回波强度基本一致,平均标准差在1 dB左右,表明这种定标方法是可行的。     

平面相控阵脉冲压缩的雷达气象方程

在低发射功率条件下,相控阵多普勒天气雷达为了增加探测距离和提高分辨率,需要采用脉冲压缩技术.由于采用相控阵技术,波束扫描过程中,在平面阵非法线方向上会产生波束展宽,引起波束内功率下降,需要在计算雷达气象方程时弥补功率下降的误差.平面相控阵天气雷达在探测远距离目标时,使用宽脉冲发射,经脉冲压缩处理以提高分辨率,因此需要建立适用的雷达气象方程.首先讨论了脉冲压缩低峰值功率的平面相控阵多普勒天气雷达的结构、线性调频脉冲压缩的距离(多普勒测量)、调频波形的耦合问题以及目标距离的测量;然后给出了适用于脉冲压缩的平面相控阵雷达气象方程,此方程同时也适用于一维线性阵的脉冲压缩的天气雷达.     

Effective droplet number and droplet spectra parameters that determine the radar backscatter from clouds and rain

Using the “slice” approach to the weather radar equation, it was found that, in general, for an imperfect rectangular probing pulse envelope and non-Poisson, small-scale fluctuations of particle concentration, the mean backscatter is governed by the effective droplet number and the first three moments of the cloud-rain particle size distribution function. We propose an approach to computing the effective spatial duration of a probing pulse used to estimate the effective number of scattering particles within a radar volume. We also assessed the difference between methods for estimating mean backscatter, first taking into account the factors listed above and then comparing the result to classical estimations attained through the sixth moment of the droplet spectra and a rectangular probing pulse.