濟南雙偏振多普勒天氣雷達在線自動標定數據質量分析評估

作者：楊傳鳳,刁秀廣,張騫,魏海文

摘要：闡述了CINRAD/SA-D雙偏振多普勒天氣雷達(簡稱“雙偏振雷達”)標定技術,統計分析了濟南雙偏振雷達試運行以來在線自動標定數據和該時間段內的維護維修情況,從雷達幾十個標定狀態性能參數中,遴選對雷達探測數據質量影響最大的發射峰值功率Pt、相位噪聲σφ、噪聲系數NF、反射率標定系數SYSCAL、差分反射率因子ZDR、差分傳播相移ΦDP等性能參數,分析評估在線自動標定數據質量。結果表明:1)峰值功率維持在679.68 kW,H(水平)和V(垂直)雙通道的峰值功率長期運行吻合一致性較好。2)H和V雙通道噪聲系數均值分別維持在1.66 dB和1.73 dB,雙通道數據總體分布穩定,且具有較好的一致性;標定數據的異常來源于外界干擾,占0.39%,受外界干擾H通道多于V通道,干擾造成接收機靈敏度降低了1.5 dB,導致雷達產品異常。3)反射率標定ΔSYSCAL最小值為-0.46 dB,最大值為0.25 dB,滿足±2 dB的技術指標要求。4)I/Q相角法標定相位噪聲均值為0.0513°,實物對消能力60 dB與估測地物雜波抑制能力61.36 dB結果基本吻合,證實了雷達系統具有較好的地物雜波抑制能力。5)采用機內CW、TS雙信號源標定法,接收雙通道幅度和相位的標準差:ZDR-CW和ΦDP-CW分別為0.025 dB和0.735°,ZDR-TS和ΦDP-TS分別為0.044 dB和1.116°,滿足接收雙通道一致性的技術指標,但CW信號標定結果明顯小于TS信號標定結果,表明雙路方位旋轉關節對接收鏈路信號幅度和相位的一致性有影響,導致ZDR-TS和ΦDP-TS標定結果比ZDR-CW和ΦDP-CW出現更大的偏差,因此隨著雙偏振雷達的長期運行,對方位旋轉關節帶來的幅度和相位固有偏差進行測試和訂正非常重要。

發文機構：山東省氣象臺

關鍵詞：雙偏振多普勒天氣雷達標定技術數據分析雙通道一致性dual-polarization Doppler weather radarcalibration technologydata analysisdual channel consistency

分類號： TN959.4[電子電信—信號與信息處理]