1、2014/11/13GFE（ L） 1型二次测风雷达 原理内容安排雷达的发展史雷达的操作与维护各分系统功能的检查雷达的标定雷达的发展史英国物理学家，雷达技术专家。 1892年 4月13日生于苏格兰，卒于 1973年 12月 6日。1914年毕业于敦提的圣 安德鲁斯大学的大学学院，毕业后在校任教。后进入国家物理研究所无线电部工作。 1930年后，沃森 -瓦特开始实用雷达的研究。 1935年 2月，他提出 采用无线电方法探测飞机 的秘密备忘录，并在当年研制成功探测距离达到 80千米的米波防空雷达。 1938 年在沃森 -瓦特主持下在英国东海岸建成防空雷达网，以后又建立了第二个雷达网。雷达网在 19
2、40年击败纳粹德国的空袭中起了重要的作用。 雷达之父沃森 .瓦特（英国 1892.4 1973.12）雷达的发展史 二战 期间，雷达大放异彩 二战后，美国和前苏联都加大了雷达研究的投入与力度。 军用 -民用 雷达在气象中的应用从天气雷达开始雷达的发展史发展阶段二战后，雷达技术获得了巨大的发展。主要原因归于两个非常重要的器件的发明： T/R（收 /发）开关和磁控管。收发开关使雷达的探测成功地从双（多）基变成单基雷达。也就是从收发分别用一个天线，到共用一个天线。大大简化了雷达系统。磁控管的出现使雷达的探测功率大大提高，从而大大提高了雷达的探测能力。中国雷达的发展史1917年 4月生，浙江省海宁市盐
3、官镇人1950年年底，当时在重庆某研究所从事电子通信技术研究的张直中被调到当时中国唯一从事雷达修配的单位 南京第一电信技术研究所（中国电子科技集团公司第十四研究所前身），目的是迅速研制出国产雷达，保卫国家领土安全。当时十四所仅有一部美国提供给国民党遗留下来的雷达，还是一台缺天线的样机。张直中不辱使命，在他的带领下， 1953年，第一台国产中程警戒雷达研制成功，并马上批量生产被送往保卫祖国的前线。 1964年，又成功研制了我国第一部单脉冲跟踪雷达。1958年，为了建立我国对洲际导弹的防御能力，十四所又受命研制我国第一部大型超远程跟踪雷达。这种雷达不但要求在 3000千米外发现和精确跟踪导弹，并且
4、能计算出导弹袭击地点，因此，测角精度是这种雷达的首要指标。1978年研制成功大型相控阵预警雷达，而靠着它中国具有了探测外空目标的重要手段，在 1978年和 1983年，美国失控的“天空实验室”和苏联 1402号核动力卫星被十四所的单程脉冲精密跟踪雷达和大型相控阵预警雷达准确跟踪，中国因此得以准确预报了其坠落时间和地点，在国际上产生了很大的影响，中国也因此让世界震惊。无线电频率分配表雷达波段的划分波段名称 频率范围 波长范围 波段名称 频率范围 波长范围L波段 1 - 2GHz 300.00 - 150.00 mm U波段 40 - 60 GHz 7.50 - 5.00 mmS波段 2 - 4
5、GHz 150.00 - 75.00 mm E波段 60 - 90 GHz 5.00 - 3.33 mmC波段 4 - 8 GHz 75.00 - 37.50 mm F波段 90 - 140 GHz 3.33 - 2.14 mmX波段 8 - 12 GHz 37.50 - 25.00 mm Q波段 30 - 50 GHz 10.00 - 6.00 mmKu波段 12 - 18 GHz 25.00 - 16.67 mm V波段 50 - 75 GHz 6.00 - 4.00 mmK波段 18 - 27 GHz 16.67 - 11.11 mm W波段 75 - 110 GHz 4.00 - 2.
6、73 mmKa波段 27 - 40 GHz 11.11 - 7.50 mm D波段 110 - 170 GHz 2.73 - 1.76 mm雷达的用途及分类 预警雷达（发现洲际导弹，尽早地发出预警警报） 搜索和警戒雷达（发现飞机）引导指挥雷达（歼击机的引导和指挥作战） 火控雷达（控制火炮或导弹对空中目标进行瞄准） 战场监视雷达（坦克或军车） 机载雷达、无线电测高仪、雷达引信。 气象雷达 航空管制雷达（一、二次雷达） 宇宙航行雷达 遥感设备雷达的用途及分类成像雷达 Imaging radar地面雷达 Ground radar岸防雷达 Coastal radar港口雷达 /海湾雷达 Harbour
7、/bay radar高分辨率雷达 High resolution radar跟踪雷达 Tracking radar监视雷达 Surveillance radar交通管制雷达 Traffic control radar扩频雷达 Spread spectrum radar航空器雷达 aerostat radar无收发装置雷达 Bistatic Radar侦察雷达 Reconnaissance radar辨别雷达 Discrimination radar目标识别雷达 Target recognition radar预警雷达 EarlyWarning radar雷达的用途及分类警戒雷达 Warning
8、 radar回避雷达 Avoidance radar反潜战雷达 Anti-Submarine Warfare Radar测距雷达 Ranging radar海面雷达 Sea Surface radar远程雷达 /近程雷达 Short rang radar/long rang radar侧视雷达 Side looking radar多普勒雷达 Doppler radar合成孔径雷达 Synthetic aperture radar地面透视雷达 ground penetrating radar激光雷达 laser radar脉冲多普勒雷达 pulse Doppler radar地基雷达 groun
9、d-based radar空基雷达 airborne radar表面波雷达 surface wave radar气象雷达 Meteorological radar高频雷达 HF radar气象 雷达的分类按工作原理分类：常规天气雷达（如 711、 712、 713）、 多普勒雷达（如 CINRAD/SA、 CINRAD/CA 、CINRAD/CD、 CINRAD/CC ）、714CDN 双波长雷达、 偏振雷达（极化雷达如 WSR-98D/XD）、 双（多）基地雷达。气象 雷达的分类测风、测雨雷达；测云雷达；特种气象雷达（激光气溶胶探测）；按用途分类脉冲雷达调频雷达多普勒雷达噪声雷达。按体制分类
10、中国高空气象雷达的发展1910年有了测风经纬仪。1930年，前苏联莫哈诺夫设计出了第一代无线电探空仪后，无线电探空仪在高空气象探测中起到了及其重要的作用。解放前，我国基本上没有自己建立的高空气象站网，只有南京、上海等地有几个探测站。 1949年新中国成立后，我国高空探测首先引进了芬兰的 25MHz探测系统，在该系统应用的同时，我国开始引进了前苏联技术，自行研制和生产了 49型梳齿式探空仪，其发送频率仍在 24 25MHz，地面系统引进了前苏联的马拉黑无线电经纬仪，该系统在国内建立了 5个试验站，频率为 215MHz。 1958年我国又开始设计和研制我国自己的探空系统，即： 59 701探测系统
11、。在 60年代初期， 59型探空仪取代了 49型梳齿式探空仪，使用频率为 24MHz的发射机作为升空和 24MHz的收报机作为地面设备。此后，我国又成功研制出了 400 MHz二次测风雷达，在国内建立了5个实验站，进行业务试验，随即经过中央观象台的改进，于 1964 1965之间，南京大桥机器厂开始批量生产，投入于高空气象探测业务站网。中国高空气象雷达的发展自 59 701高空探测系统投入高空探测业务站网后，我国的高空探测技术水平和质量上升到了国际中、上等水平。从 80年代开始，由于新技术的发展，国际上开始用电子探空仪取代机械式探空仪，因而国际探空质量和技术快速的提高，至使我国高空探测质量开始
12、下滑。在 90年代中叶，我国的探空质量下滑到了世界气象组织（ WMO）基本要求的边沿，我国有 60左右的高空站探测质量被 WMO通报质疑。其主要原因是我国成为世界上唯一广泛使用机械式 59型探空仪的国家。自 90年代中期，我国加快了基于电子探空仪的新一代高空探测系统的研制、应用和推广。 L波段雷达 GTS1型电子探空仪系统已经装备 120个探空站，GPS探空系统于 2007年 7月在我国 7个 GCOS探空站使用，同时加快了 GPS探空系统国产化步伐。各种遥感探测设备如风廓线仪、激光雷达、新一代天气雷达等无球探测系统也陆续在一些台站使用，大大丰富了高空探测的手段，是未来高空探测业务的发展方向。
13、L波段测风雷达的术语和定义和差环： 和差环是提取角度误差信号的一种装置。凹 口： 凹口是应答器收到雷达发射机的询问后 ,其自身的振荡功率在瞬间所发生的跌落，即应答信号。四条亮线：四条亮线是将视频信号强弱用四级阶梯波作扫描显示后的波形。三轴一致性 : 机械轴、光轴、电轴的一致程度。单通道单脉冲：采用单脉冲的方式获取角误差，用一套接收机放大、解调信号，这种角跟踪体制称为单通道单脉冲。测 风雷达的关键器件及关键波形测 风雷达的分类与命名型号命名： GFE(L)1 型。产品型式： 调幅式要求：1、外观：雷达的零件、部件、整件和元器件表面应无损伤、划痕、锈蚀和永久性变形；表面镀涂层不应有起泡、龟裂和脱落
14、等现象。2、结构：元器件焊接和结构件的装配应准确、牢固可靠；紧固件应无松动，塑料件应无开裂、变形现象；各机械转轴、轴承、齿轮等部位应按规定加润滑油保护。测 风雷达的功能参数功能参数 ：1、工作频率范围： （ 1675 6） MHz2、探测量程：距 离： 100m 200km方位角： 0 360俯仰角： -6 923、探测精度（随机差 RMS）：俯仰角： 0.08 (仰角 6 以上 )方位角： 0.08 (仰角 6 以上 )距 离： 20m (100m 150km）4、自动跟踪最大速度：方位角： 15 /s俯仰角： 15 /s距 离： 200m/s测风雷达的功能参数5、手动最大速度：方位角： 2
15、5 /s俯仰角： 18 /s距 离： 2km/s 6、角跟踪加速度方位角： 15 /s2俯仰角： 15 /s27、测风精度（随机差 RMS）：风速： 1m/s （ 10m/s 以下）10% （ 10m/s 以上）风向： 5 （ 25m/s 以上）10 （ 25m/s 以下）雷达数据的处理终端终端硬件：a）计算机 ;主要配置 中央处理器 : 主频 1.4GHz 以上内存 : 64MB 以上硬盘 : 8GB 以上，光驱 : 40X 以上显示器 : 17以上b）打印输出设备 : 宽行打印机c）操作系统 : Windows98/2000/Xp雷达数据处理软件软件功能：雷达控制、监测、数据采集功能要求：
16、显示雷达方位、仰角值（图形数据方式）；显示雷达磁控管电流、接收机频率、增益值（图形数据方式）；可对雷达状态进行全面控制（天线手动 /自动、增益手动 /自动、频率手动 /自动、发射机开关控制），雷达状态用图形和数据方式直观的显示出来；显示待放探空仪序列号；监视雷达计算机之间的通信状态；故障显示、报警、定位（声音图形方式）；具备雷达高度和气压反算高度数据实时显示功能（并具备当两者相差一定数值时的报警功能）；具备在放球过程中显示温、压、湿曲线及数据能力；具备在放球过程中显示球坐标曲线及数据能力；具备在放球过程中自动修改和人工修改各种数据的能力；具备在放球过程中显示风廓线的能力；具备录取每秒球坐标数据
17、的能力；具备显示气球飞行轨迹的能力；具备显示气球升速曲线的能力；放球过程中具有自动备份数据功能；保存未经处理的所有原始数据；兼容综合探测、单测风、无斜距测风工作方式；具有补测功能；雷达数据处理软件数据处理功能要求 :具备游览任意次所探测的温、压、湿和球坐标数据的能力。具备删除、修改、平滑、恢复数据的能力。图形显示要求 :能显示气球升速曲线 ,能显示处理前后探空曲线对比图。能显示处理前后球坐标曲线对比图。显示风随高度的变化曲线；一次气象产品要求 :计算规定标准气压层要素值；计算加密规定标准气压层要素值；计算任意气压层要素值；计算对流层；计算零度层；选特性层；制作规定报文（ TTAA、 TTBB、
18、 TTCC、 TTDD、PPAA、 PPBB、 PPCC、 PPDD、高空气候报）；计算量得风层；计算规定高度上的风（距雷达、距海平面）；计算任意高度上的风；计算等间隔高度上的各要素值；制作探空测风月报表；制作高空探测质量月报表；制作月值班日志；软件应支持中国气象局有关空间、时间计算和扩充编码要求；能打印所有的数据、表格、图形；雷达连续工作时间不低于 8h。雷达具有断电工作保障系统，确保断电 20min 内探空记录不中断。整机功耗： 1kW;电源电压： 220V（ +10% -15%），电源频率： 50Hz 3%；主要技术指标天馈线分系统：工作频率范围： （ 1675 6） MHz天线波瓣特性
19、：a） 极化方式： 垂直极化b） 波瓣宽度： 6c） 副瓣电平 （ 14 以外）： -18dBd） 交点斜率： (0.35 0.05)/deg馈线损耗：a）接收路： 5.5dBb）发射路： 6dB主要技术指标1、发射频率： （ 1675 6） MHz（ 1680 15） MHz（近程发射机）2、 脉冲功率： 发射机 15kW 近程发射机 1.5W3、脉冲宽度： （ 0.8 0.1） s4、脉冲前沿： 0.12s5、重复频率： 600Hz发射分系统：主要技术指标工作频率范围： （ 1675 6） MHz；灵敏度： -107dBm；中频带宽： （ 2.7 0.4）MHz；系统增益： 110dB；中
20、频频率（ 30 0.3） MHzAGC 控制能力： 70dB； AFC 控制精度： 剩余误差 0.5MHz（ 1675 4） MHz接收分系统：天控测角分系统：光电轴一致性（ RMS）： 0.03 ； 角度量化精度： 0.01 ；显示幅度： 2VP-P；测距分系统：距离量化精度： 4m；显示方式： 粗显 32km、精显 2km；主要技术指标检测分系统：检测路数： 16路；报警方式： CRT图文显示终端接口分系统：配合数据处理终端完成接收、发射、天控、测距、检测等各分系统的监控与显示。电源分系统：可输出下列几种直流电源：（ +5 0.2） V；（ +12 0.4） V；（ +15 0.5） V；
21、（ -15 0.5） V；（ +24 0.5） V；操作与维护雷达为什么能够测风用雷达测风时，雷达发射机通过天线向探空仪发出询问信号以后，触发了空中的回答器，回答器立即发出回答信号，雷达接收机把反射回来的微弱的信号放大、加工并且提取出来。显示器里的电子射线管便开始进行一种特殊的电子打靶。这时电子从电子枪里成束地射出，电子从左向右一点点连续扫描，然后很快地返回左边再进行扫描。这样快速地往复下去，便在荧光屏上自左到右地划出一条亮线。它的长度代表着一定的时间，而且是由电子自左向右扫描一次的时间所决定的，因此叫做时间基线。在时间基线的左边起出现的尖峰是发射的主波；收到目标回波（反射波）的时候，又在时间
22、基线上出现了另一个记号（凹口）， 根据回答信号出现的位置，就可以知道气球当时的距离。雷达测风时 ，只要测出各个时间里气球的距离、方位和仰角三个数据，各个高度上的风向、风速也就能相当准确地计算出来。测风原理图操作与维护开机开机观查雷达基本状况：通过增益、茅草高低判断接收系统是否正常；打开有源目标物通过四亮线检查馈线、伺服控制、终端与主机通讯是否正常；手动操作推动天线操纵杆时，不要用力过猛，速度要均匀。仰角接近零度或九十度时，速度要慢，转到两个极限（零度或九十度）后，不准再继续向极限方向推动操纵杆，以免损坏齿轮、限位开关等元件。推动操纵杆时，若感到突然加重或有意外声音时，应立即停止转动，进行检查。
