常规天气雷达功能规格需求书C波段.doc

常规天气雷达功能规格需求书
(C波段)
中国气象局
二〇一一年七月
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本功能规格需求书对C波段常规天气雷达的基本功能和性能指标提出需求,为其研制、生产和使用提供依据。


C波段常规天气雷达对中小尺度风暴、冰雹暴雨、强对流天气等灾害性天气具有实时监测能力,生成的各种气象产品数据可通过网络实现数据传输。
C波段常规天气雷达基本由天线/伺服系统、发射机、接收机、信号处理器、系统控制软件、气象产品软件及通讯部分6个部分组成,具有自检、标校以及故障显示的能力。
C波段常规天气雷达系统包括雷达主机和远程遥控终端两大部分。雷达系统要具有高性能的探测、信号处理、图像显示及传输能力。各分系统要求性能稳定、可靠,整体性能和功能除要满足雷达系统的配置要求外,还应满足如下要求:
(1)雷达主机设备采用标准化、模块化、通用化组件。各子系统相对独立,整机性能要稳定、可靠。
(2)天线反射体具有增益高,波束窄、旁瓣低的特性。
(3)发射机具有发射频率稳定、功率稳定、可靠性高、使用寿命长的特性。
(4)天线罩具有防水、防风沙、防盐雾等性能,抗风能力不低于45m/s,。
(5)采用计算机控制的全自动和手动模式。
(6)具备故障显示功能,发射机、接收机预留检测接口,为雷达维护提供方便。
(7)数据处理与图像显示能满足准实时的需求,图像分辨率高。PPI、RHI及体积扫描达到同步跟随天线进行图像显示。
(8)雷达系统在100千米处的最小反射率因子不大于10dBZ。

天线/馈线系统由天线和馈线两部分组成。天线是旋转抛物面反射体,;馈线由方位铰链、俯仰铰链和波导组成,用于传输分配发射和接收信号。天线伺服系统采用交流数字伺服
系统,各种扫描方式均由软件控制完成。

发射机采用脉冲发射体制,主要由高压电源、调制器、磁控管组成,用于产生大功率的脉冲射频能量。发射机采用固态调制器和发射管组合方式。发射管输出的微波功率信号通过波导、环流器、波导铰链送入馈源,由圆抛物面天线向空间辐射,接收雷达监控单元的控制指令,完成对发射机的各种控制。

接收机分为高频和中频两部分。高频模块将射频信号变成中频信号,中频模块完成中频信号的采样和中频处理,将强度信息传送至信号处理器。

信号处理器是基于DSP的模块,信号处理模块根据终端指令选择处理方式,将处理结果通过接口送给雷达终端。
信号处理器应是高度集成的智能型信号处理器,它将接收到的雷达子系统输出强度信号进行积分处理。同时,信号处理器提供全机时钟信号,同步整个系统的运行;并向数据处理与显示子系统提供数字化的方位角、仰角、强度数据和时间信息。
雷达信号处理对信号强度的估算,在距离上采用按库累积平均,在方位角上采用累积平均,综合距离平均和方位角平均,其有效平均次数超过32次,对信号强度的估算精度优于1dB。

监控单元主要负责全机工作状态的监视和控制,具有自保和故障显示的能力,同时具有回波强度定标功能。
发射机监控保护电路应保证发射机出现故障时,保护电路应立即切断高压,高压电源连锁,确保高频大功率器件安全。

显示终端主要负责接收基本数据并产生各种气象产品,将原始数据和各种数据产品以数据文件的形式存档。对雷达系统所产生的气象产品数据和状态信息,进行图象处理和显示处理,并用图形、图像方式提供给有关人员,作天气现象分析和预报使用。显示终端应具备远程数据传输接口。


C波段常规天气雷达总体技术指标包括:探测空间范围、气象要素测量范围、测量准确度(