虚拟仪器在天气雷达发射机脉冲测试中的应用

随着我国新一代天气雷达（CINRAD）的广泛布网,雷达的维修维护工作显得日益繁重。利用虚拟仪器测试系统对雷达重要参数指标测试是一种便捷有效的方式。本文从发射机射频脉冲包络以及其测量方法的介绍出发,搭建一套基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)模块化仪器的虚拟仪器系统,采用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)软件编程实现参数测试测量功能,通过实验完成了对脉冲包络的重要参数测试。虚拟仪器测试系统与传统仪器对比测量结果,验证了该测试系统的可靠性。     

多波段天气雷达测试集成系统设计与实现

采用USB3.0集线器与合成仪器、高度集成射频收发硬件，并与开放式可扩展软件相结合，实现对S波段、C波段、X波段天气雷达自动测试。系统软件采用分层模式构架，将测试流程与业务模型相融合，实现了标准化、自动化的测试。通过对发射机输出脉冲包络和极限改善因子测量的对比，集成平台测试精度更高，不需人工记录和计算，对雷达性能的判断更为精准，解决了单一雷达系统测试平台和保障平台的局限性，提高了对全国多波段天气雷达系统的测试效率和敏捷性。     

基于LabVIEW的CINRAD发射系统参数远程自动测试系统

CINRAD雷达的性能指标参数是影响雷达整机性能的关键因素,借助仪器获取雷达参数是现在常用的测试方式,发射系统参数作为雷达测试中的重要组成部分,峰值功率、脉冲包络参数正常与否直接影响到雷达的性能与工作状态。为了实时、准确、快速地完成雷达发射系统主要参数指标的测试,本文基于LabVIEW图形编程语言,对S波段CINRAD雷达发射系统参数建模分析设计测试系统,在现有测试原理的基础上,根据模块化思想设计新的测试方法,使用虚拟仪器技术设计程序,通过网络远程控制测试仪器的方式,解决了传统测试工作中仪器操作繁杂、效率低下、人为误差大等问题。测试系统不仅能够准确测试CINRAD雷达发射系统参数,而且具有界面友好、操作简单、扩展容易等特点,为CINRAD雷达参数测试和数据分析提供借鉴和帮助。     

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.     

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。     

虚拟仪器在天气雷达接收机测试中的应用

目前天气雷达测试和日常维护主要依赖于传统台式仪器,其功能单一、不便携带等局限性极大制约雷达故障诊断和修复,给气象服务带来严重影响。通过对接收机原理和性能参数进行分析,介绍了虚拟仪器的硬件结构和软件特点,并以中频带宽测试为例,详细介绍了虚拟仪器测试系统的设计思路、工作原理和操作方法。由于采用便携式PXI模块化仪器为硬件基础,以软件编程为核心,虚拟仪器体积小、重量轻、便于携带,克服了传统仪器的不足,具有良好的环境适应能力和功能扩展优势,特别适用于雷达台站进行现场测试。     

双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法

双线偏振天气雷达天线性能的优劣将直接影响雷达探测能力和气象目标定量测量的精度。双线偏振雷达主要采用交替发射和双发双收两种模式,即水平和垂直线偏振波交替发射同时接收和同时发射同时接收两种形式。本文基于双线偏振天气雷达天线误差对气象目标探测精度影响的研究和分析,提出了双线偏振天气雷达天线性能要求及其检测方法,特别对如何在雷达工作现场利用太阳和专用信号源检测评估双线偏振天气雷达天线性能的方法进行了说明。     

CINRAN/SB雷达接收机个例故障分析

通过对河池CINRAD/SB天气雷达一次接收机故障检修个例的分析,提出相应的软件检测平台设置、测试仪器的使用和故障排除方法。     

CINRAD/SA型天气雷达发射功率调试技术初探

发射机功率是新一代天气雷达最重要参数指标之一,发射机输出射频功率和包络是否符合指标,主要由发射机微波链路决定,功率有无和大小直接影响雷达探测资料可靠性。文中给出了CINRAD/SA型新一代天气雷达发射机功率的调试流程及方法,详细介绍了人工线、微波放大链路、发射机输出脉冲和束脉冲时序、速调管腔体等检查与调试技术。最后,结合雷达维修实践中的案例,介绍了发射机功率调试和问题处理方法。     

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.     

相控阵技术在天气雷达中的初步应用

由中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室与中国电子科技集团南京第14研究所联合研制的S波段相控阵天气雷达采用宽波束发射多波束接收,从而很大程度上缩短了雷达扫描周期,但是由于相控阵天气雷达其波束宽度与增益不是定值,而是随着仰角发生变化,同时相控阵天气雷达采用了脉冲压缩技术,因此需要对Probert-Jones提出的经典...     

CINRAD/SA天气雷达伺服系统测试工装设计

CINRAD/SA雷达伺服系统长期处于机械运转中,并且线路复杂,故障率居高不下。为满足现代观测业务对天气雷达越来越高的业务要求,针对当前新一代天气雷达维修维护中任务重、要求高的特点,本文提出通过伺服测试工装实现CINRAD/SA伺服系统备件状态的实时掌握,减少了更换伺服组件出现的不确定现象,实现了替换上就可以用,同时通过伺服测试工装对更换下的维修备件进行故障维修,进一步缩短了雷达维修时间,提高了雷达可用性,节约了雷达维护成本。本文详细介绍CINRAD/SA天气雷达伺服测试工装的组成、硬件设计和软件设计以及如何使用伺服测试工装进行伺服系统故障诊断和测试。     

一种天气雷达相噪异常检测分析方法

相位噪声是脉冲多普勒天气雷达系统的重要性能指标,直接反映雷达系统的相干性.为了透彻理解天气雷达相位噪声指标的物理意义,归纳了天气雷达相位噪声指标异常的排查分析方法,以指导天气雷达机务人员测试排查天气雷达相噪指标异常故障.在深入分析相位噪声物理意义的基础上,根据新一代多普勒天气雷达相噪指标的测试原理和方法,对可能影响雷达系统相位噪声的各种因素进行总结分析,提出了一种天气雷达相噪指标异常的排查分析方法,河源天气雷达相噪超标的故障排除案例证明了该方法的有效性.     

如何做好新一代多普勒天气雷达的验收测试工作

对新一代多普勒天气雷达有关参数的测试内容、测试方法、测试要求以及注意事项进行了描述,为新一代天气雷达的出厂测试验收和现场测试验收工作以及维修检测提供参考作用.     

多普勒天气雷达发射机回扫充电电路故障分析

民航机场多普勒天气雷达发射分系统为满足宽重复频率下发射功率稳定的要求,采用了回扫充电调制器技术,本文简要介绍了民航多普勒天气雷达发射分系统回扫充电调制器电路的组成和工作过程,并结合在实践中出现的两起典型故障,提出了此类电路故障的分析检修方法,以期对雷达维护人员在以后排除此类故障时提供帮助。     

脉冲多普勒天气雷达发射功率测量技术

通过分析目前国内脉冲多普勒天气雷达发射功率的测量原理和方法,总结得到测量中的计量依据、关键因子及其影响,结合在S波段脉冲多普勒天气雷达测量工作中的实际应用情况,研究科学规范且适合台站应用的雷达发射功率测量方法、技巧和关键技术。影响雷达发射功率测量准确性的因素很多,不规范的测量方法会导致较大的功率测量误差,影响雷达探测精度。研究与掌握科学规范的雷达发射功率测量技术与方法,对保证雷达检查、测试与定标的准确性有十分重要的意义。     

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。     

CINRAD/SA雷达的日常维护方法

对新一代天气雷达CINRAD/SA进行日常维护、检测可及时发现并消除不稳定因素,使雷达处于良好的工作状态,减少使用中的故障。本文介绍CINRAD/SA雷达日常维护和保养的一些主要方法,对其它型号的新一代天气雷达具有一定的指导作用。     

新一代天气雷达退数据模糊方法探讨

根据新一代天气雷达的技术特点,对当前新一代天气雷达存在的速度模糊及距离模糊问题进行了分析,阐述了速度模糊及距离模糊产生的原因,在此基础上介绍了批处理法、双脉冲重复频率法、随机相位编码法退速度模糊和距离模糊的方法,在比较了三个新一代天气雷达厂家退距离和速度模糊方法的技术特点及存在的问题后,提出了采用交错发射双脉冲重复频率解决速度模糊和减少测速误差及采用SZ相位编码法减少速度模糊的技术方法,并指出今后需要完善的地方。     

《气象科技进展》创刊十周年 十篇高影响论文奖

正1强对流天气的多普勒天气雷达探测和预警?俞小鼎(1卷3期)引言强对流天气是造成气象灾害的主一,主要包括冰雹、龙卷、雷雨大风和达从它在半个多世纪前开始应用于气象直是监测和预警强对流天气的主要工发射一系列脉冲电磁波,电磁波遇到云会向四面八方散射,其中后向散射波收。传统天气雷达只能提取回波中的强子)信息,而多普勒天气雷达除了提取介绍了对流风暴的分类、主观雷达识别和预警技术以及主要客观产品。