四创C波段雷达标校情况_2014年5月26日.docVIP

四创C波段雷达标校情况测试时间：2014年5月26日测试人员：吴林林、陈建军、郝立勇等测试仪表都在规定的检定期内。1 技术指标测试1.1 发射分系统1.1.1 发射功率雷达的发射脉宽为1us时，测得峰值功率为270kw，满足指标要求。1.1.2 发射频谱和频谱经测试，发射载频为：5450MHz。发射频谱正常，对5625MHz工作的南大C波段雷达不会造成干扰。但是，在100MHz带宽内，该雷达的杂散还是比较高。在5500MHz的地方，杂散仅为-35dBc。与技术人员讨论，认为可能是由于发射脉冲的上升沿和下降沿太快造成的。并讨论了采用FPGA+DA，采用升余弦调制的技术，来对发射的频谱进行控制。1.2 接收分系统1.2.1 接收机带宽用信号源从低噪声放大器之前注入，改变信号源的频率，测量得到接收机的3dB带宽为1.3MHz（此时，脉冲宽度为1us）1.2.2 接收机灵敏度用信号源从低噪声放大器之前注入。（为了避免受到干扰，提高准确性，在低噪声放大器之前加入20dB的衰减器）通过不断改变信号源的功率，观察终端软件上显示的功率值。当功率比信号源关闭时（此时只有噪声）的功率大3dB（相当于SNR=0dB）时，就认为此时信号源的功率（当然要扣除电缆损耗和20dB衰减器的损耗）就是接收机的灵敏度。测试结果为：水平通道的灵敏度为：-107dBm垂直通道的灵敏度为：-107dBm备注：在测试的过程中，终端软件上显示的功率值，会不断的起伏，影响了读数。和技术人员进行了讨论，认为是由于没有对功率值进行距离上的平均造成的。他们在别的雷达、新研制的信号处理软件中，对功率值进行了距离上的平均，读数就准确多了。1.2.3 噪声系数噪声源的ENR=15.38dB （5450MHz）测得：水平通道的NF为：5.7dB垂直通道的NF为：5.7dB备注：这个噪声系数是包括了数字接收机的噪声。对于新一代雷达而言，这个噪声系数的值有点偏低了，会影响雷达的灵敏度。和技术人员讨论，认为是由于低噪声放大器之前转接头比较多，引起了额外的损耗。并且，在数字接收机中，IQ数据采用定点16位，而不是浮点格式，也会造成数字接收机输出的IQ数据无法准确的量化小信号，从而影响了整体的噪声系数。1.2.4 灵敏度、噪声系数、带宽三者的一致性从噪声系数、带宽，计算出来的灵敏度为：-114+NF+10*log10（1.3）=-107.16dBm和用信号源测量得到的灵敏度是高度一致的。1.2.5 两个接收通道的隔离度从垂直通道注入比较强的信号，从水平通道也测量到了功率。计算得到两个接收通道的隔离度为44dB。对于双偏振雷达而言，这个隔离度的值有点偏低了，一般要达到50dB以上（但是44dB的隔离度还不会对双偏振的测量结果造成太大影响）。和技术人员讨论，分析原因可能是由于本振功分器的隔离度不够造成的。1.2.6 接收通道的相位噪声用信号源从低噪声放大器之前注入，测试了接收通道的相位噪声。采用FFT的方法，推算出的相位噪声在0.3度左右。备注：本来准备测试发射+接收联合起来的相位噪声的（采用发射信号+延迟线的方法），但由于终端软件中的相位噪声测试功能好像有问题，没有测出结果。由于接收通道的相位噪声基本正常，因此我们认为雷达双偏振参数中相关系数偏低的问题，应该不是由于该雷达的相位噪声造成的。备注：和技术人员讨论了发射脉冲也进行AD采样，得到幅度和相位，再对接收的回波信号进行补偿，从而能大大改善雷达相位噪声指标的方法。这个方法在RVP9中得到了广泛的应用。1.2.7 信号源和dBZ的对应关系表低噪声放大器注入的功率（dBm）输出的dBz软件中记录的上一次测量的结果（不知道是哪一天测量的）水平通道-3074.874.1-5055.054.1-7035.034.2垂直通道-3073.772.5-5053.852.5-7033.933.0备注：从表中可以看出，本次测量结果和上次测量结果，有约1dB 的差异。这就说明雷达接收机的增益在这期间内变化了1dB。这个差异就会影响到雷达回波强度的准确性。备注：从表中水平和垂直通道的输出的dBz可以看出，两个通道的增益也有约1dB 的差异。但是，在进行噪声系数测试中，用噪声源作为接收机通道的注入信号，发现两个通道的增益并没有1dB 的差异，差异仅为0.2dB。这就说明，信号处理（包括数字接收机）对连续波信号和高斯型的信号（噪声源输出是高斯型的信号），其处理结果竟然有差异。难道这就是雷达ZDR有偏差的原因？（因为雷达是用连续波信号进行校准的，但是实际气象回波又是高斯型的）。需要录取IQ数据，进一步研究。1.3 馈线损耗水平通道垂直通道发射损耗4.3dB4.3dB接收损耗4.5dB4.5dB总和8.8dB8.8dB原先终端软件中的设定的损耗值9.7dB10.04dB测试结果表示，这次测量得到的损耗值，和雷达前一次测试，减少了约1.11.2dB。这个差异就会影响到雷达回波强度的准确性。在测试过程中，发现馈源口的保护罩上有一个非常小的小孔，这就是馈源漏水的原因。2 雷达常数在终端软件原先的设置中，在1us脉冲宽度下，雷达常数C为（对数表示）：水平：79.852垂直：80.159根据这次的测量结果，雷达常数C需要修正为：（由于该雷达的天线增益、波束宽度的指标没有记录下来，因此还需要麻烦四创公司的技术人员，把雷达常数C计算出来了）雷达常数计算出来之后，需要将现在雷达终端软件中的雷达常数进行更换。并且，要将信号源注入功率和dBZ的关系表格进行修正。另外，需要给出对于5月24日的观测数据的dBZ和ZDR如何进行修正的系数。3 双方讨论的其他问题3.1 对比了5月24日，南大雷达（敏视达生产，采用RVP9数字接收机和信号处理器）的观测结果对比发现，强度、速度、谱宽还是比较一致的（两部雷达都采用单重频方式，没有采用DPRF）。但是，这部雷达的相关系数、ZDR、PHIDP的差异比较大。相关系数普遍偏低，ZDR的特征不明显，PHIDP的随机差大。和技术人员讨论，原因可能是由于：l 天线馈源漏水造成的；（漏水原因已经找到）l 信号处理计算中，算法可能有缺陷造成的。进一步分析原因需要对数字接收机给出的IQ数据进行录取分析。3.2 关于IQ数据的记录四创公司正在设计一款基于网络的数字接收机，就可以对IQ数据进行长时间存储了。但刚开始设计，还没完成。四创公司有一款基于Flash存储的数字接收机，可以对IQ数据进行存储，能存储几分钟的IQ数据，但几分钟的数据对于信号处理的分析，也暂时够用了。关于IQ数据存储的格式，建议其采用RVP9中所采用的“High-SNR”的16位浮点格式，见RVP9的文档。把RVP9的文档拷贝给四创公司技术人员了。4 测试结论该雷达的强度、速度参数还是准确的，在本次观测试验中可以使用。但需要注意：l 由于雷达工作在单PRF（根据以前的图像表明，DPRF的速度图效果差，因此不采用DPRF模式），因此需要后续的数据处理中进行解速度模糊；l 由于雷达没有发射随机相位编码去除二次回波的功能，因此在后续的数据处理中，需要加以判断和滤除