高空气象探测——GFE（L）1型测风雷达.doc

单元标题：第六章 GFE（L）1型测风雷达 雷达简介 第二节 基本工作原理 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 主要教学内容： GFE（L）1型测风雷达用途、整机组成、特点、基本工作原理。 教学重点与难点： 整机组成、基本工作原理。 课后作业： GFE（L）1型高空气象探测雷达的用途、功能、特点、整机组成。 2、GFE（L）1型高空气象探测雷达室内与室外连接要求、天线装置的组成、基本工作原理和测距测角原理。 课后体会： 通过教学，使学生掌握GFE（L）1型高空气象探测雷达的功能、用途、特点和基本工作原理，但课后必须进行现场实习，才能对所学知识起到巩固的作用。 第六章 GFE（L）1型测风雷达 雷达简介 一、概述 用途：探测地面至高空30公里范围内各层次的风向、风速、温度、气压及湿度等参数的仪器，为气象部门提供精确的探测资料。 基本原理：在探测过程中，由气球携带随风漂移的探空仪、回答器提供信息，雷达作为一种地面设备，对此信息进行精密的跟踪、测定、解码和译码，并通过微机的运算和处理，得到各种所需要的高空气象资料。 达采用了单通道、单脉冲二次雷达工作体制，实现了角度自动跟踪、自动测距、自动数据处理、近距离抓球与近距离测距，具有较高的探测精度和自动化程度。 根据用户要求提供备份插板，当用备份插板替代有故障的插板后，雷达可立即恢复正常工作。 配备了一台示波器，既可以观察信号的实时波形，也可以作为测角、测距的 显示器来使用。雷达配有不间断电源（1kW的UPS），停点后可维持雷达正常工作20分钟。 二、整机组成 由天线装置、主控箱、驱动箱、计算机、示波器、UPS电源等。 主控箱：含有一个电源盒和八块电路插板，分别是探空通道板、显示切换板、测距板、终端板、自检/译码板、天控板、俯仰轴角板和方位轴角板。 驱动箱：主要由方位、俯仰驱动器及+24V电源组成。 天线装置：由天线阵、俯仰箱、天线座（含发射机）、和差箱及摄像机等组成。 架高在室外的平地或楼顶的平台上，其余部分安放在室内。室内与室外距离最大不得超过30m，由电缆相连，雷达主控箱、计算机、打印机、内控盒等放置在工作台上。 三、特点 1、符合国际电联和我国无线电频率划分规定；中心频率：1675±6MHz。 2、采用比相单通道、单脉冲，角跟踪精度高,体积小,重量轻；约500㎏左右。 3、大量采用大规模集成电路,使得整机耗电量小,配备UPS电源可在雷达断电后连续工作20分钟以上；耗电量小于1000W。 4、大量采用了微电脑及数字处理技术,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、采用近程测距技术,使最近测距距离可达100米以内。 6、采用电视监控手段,大大方便了起始抓球,提高了放球成功率。 7、采用先进的BIT系统，自动检测故障、报警，并以图形的方式指出故障位置，提高仪器的可维修性；共有8个单元的电路板。 8、雷达终端软件采用C++语言编写，以win98为运行平台，数据接收纠错能力强，界面新颖，人机界面友好，操作简便。 9、雷达终端软件具有气压—高度反算功能，使得雷达具有无线电经纬仪的功能。 10、雷达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 角跟踪：采用了单通道单脉冲体制。即通过从4个天线单元与和差环获得和信号与差信号。并利用调制环将差信号调制到和信号上，所得的此信号与传统的圆锥扫描和跳变扫描所产生的信号基本相同。虽然误差的提取采用了单脉冲体制，但接收机只用一套，故称之为单通道、单脉冲体制。当目标在天线轴指向的方向上时，所接收到的探空信号不受调制，此时角误差信号为零，而目标偏离天线轴方向时，将产生角误差信号，它将按50Hz的速率被调制在和信号上。显然，调制度与目标相对天线轴方向的夹角有关，经雷达接收机放大、解调后送到天控分系统，由天控分系统控制天线完成角自动跟踪的功能。 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，而气压传感器则采用进口的半导体压敏材料，精度高，一致性好。由传感器获得的电信号将被探空仪中的微处理器采样、校正、编码，并按1200Hz的波特率每秒一次向外发送。 探空仪的接收发射公用一只天线，其发射机工作在超再生状态，它产生的载波频率为1671MHz的信号受调制器产生的800kHz信号的调制，我们称这种信号为“超杂波”。在不发气象码时，探空仪发射的信号即为这种“超杂波”，而在发码期间800kHz副载波将受到32.7kHz方波调制，而有无32.7MHz方波将取决于此时气象码是“0”还是“1”。 测距原理是：雷达发射的“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