R&S?SMB100A 模擬信號發(fā)生器具有高度精確的輸出電平，是理想的氣象雷達(dá)接收機校準(zhǔn)源。

反射率測定

您的任務(wù)

氣象學(xué)家使用氣象雷達(dá)設(shè)備，主要是為了分析單獨云層或云系的動態(tài)結(jié)構(gòu)以及進行詳盡、持續(xù)的降水測量。準(zhǔn)確的天氣預(yù)報的一個重要參數(shù)是氣象雷達(dá)測量的降水強度或降水概率。

盡管雷達(dá)設(shè)備不能直接測量降水強度，但可以測量反射率。反射率是計算目標(biāo)后向散射截面的單位，并且與從雷達(dá)射束中的所有散射粒子反向散射到天線的能量成一定比例。大氣中雨點數(shù)量和體積越大，反射率越高。

從根本上說，反射率的定量測定是一種雙端口測量，使用雷達(dá)發(fā)射機作為信號源，接收機作為選擇性功率計。從發(fā)射機到接收機的路徑的傳輸系數(shù)可通過已知發(fā)射功率 (Pt) 以及已測接收功率 (Pr) 來計算。此傳輸系數(shù)包含目標(biāo)反射率、天線增益，以及從天線到雷達(dá)目標(biāo)的路徑的衰減因子。由于天線增益和傳輸損耗已知，因此可以輕松計算出反射率。

雷達(dá)發(fā)射機通常產(chǎn)生足夠準(zhǔn)確的輸出功率，以便確定反射率。對于接收機，難度則更高。一般情況下，接收機能夠高度準(zhǔn)確地監(jiān)測電平變化，但鑒于自身特性，接收機測量絕對電平的準(zhǔn)確性欠佳。

使用具有高度精確的輸出電平的信號源定期校準(zhǔn)這些接收機，可確保測量所需的精確性。要準(zhǔn)確測定降水概率以及雨雪霧的密度，經(jīng)過校準(zhǔn)的氣象雷達(dá)設(shè)備不可或缺。

測試與測量解決方案

R&S?SMB100A 模擬信號發(fā)生器提供非常準(zhǔn)確的輸出電平，可用于校準(zhǔn)氣象雷達(dá)接收機。

對于校準(zhǔn)，R&S?SMB100A 使用定向耦合器（16 dB 耦合器）在氣象雷達(dá)的接收線路形成環(huán)路。

應(yīng)在定向耦合器的耦合端口和 R&S?SMB100A 之間插入一個 3 dB 衰減器，以提高阻抗匹配。必須了解從 R&S?SMB100A 輸出端到雷達(dá)接收機輸入端的總體衰減，以便在設(shè)置 R&S?SMB100A 的電平時將該等衰減納入考量。該等衰減（在安裝過程中準(zhǔn)確測量）差不多為 20 dB，并源自定向耦合器的傳輸損耗、衰減器以及電纜損耗。R&S?SMB100A 的電平在 +10 dBm 至 –90 dBm 以及 –10 dBm 至 –110 dBm 之間變化，適用于大部分的雷達(dá)接收機。

在接收機校準(zhǔn)的過程中，雷達(dá)發(fā)射機關(guān)閉，且 R&S?SMB100A 在規(guī)定的頻率及電平下生成校準(zhǔn)信號。通過讀取接收機測量的信號電平并將其與校準(zhǔn)電平作比較，以計算出校正值。接收機通常展現(xiàn)出良好的相對電平準(zhǔn)確性，足以執(zhí)行兩點校準(zhǔn)，在此情況下，接收機的校正值會計算并保存下來，比如高電平值 –10 dBm 以及低電平值 –70 dBm。

如需要，可使用兩個以上的校準(zhǔn)點。使用 R&S?SMB100A 甚至可以達(dá)到接收機的靈敏度下限值，比如 –110 dBm。校準(zhǔn)后，R&S?SMB100A 關(guān)閉且雷達(dá)設(shè)備可恢復(fù)常規(guī)運行。校準(zhǔn)間隔取決于接收機的穩(wěn)定性，通常為每月一次。

對于相關(guān)的輸出電平，R&S?SMB100A 的測量電平精確度 < 0.1 dB（在 5.62 GHz 及室溫條件下）。此外，R&S?SMB100A 的最大輸出頻率為 12.75 GHz，適用于 X 頻段上的校準(zhǔn)。因此，R&S?SMB100A 是理想的高精度校準(zhǔn)源，可用于校準(zhǔn)氣象雷達(dá)接收機的絕對電平測量。

如有更高的性能需求，則可以使用提供一流頻譜純度的高端模擬信號發(fā)生器 R&S?SMA100A。

用于校準(zhǔn)氣象雷達(dá)接收機的典型裝置