济南双偏振多普勒天气雷达在线自动标定数据质量分析评估

摘要

阐述了CINRAD/SA-D双偏振多普勒天气雷达(简称"双偏振雷达")标定技术,统计分析了济南双偏振雷达试运行以来在线自动标定数据和该时间段内的维护维修情况,从雷达几十个标定状态性能参数中,遴选对雷达探测数据质量影响最大的发射峰值功率Pt、相位噪声σΦ、噪声系数NF、反射率标定系数SYSCAL、差分反射率因子ZDR、差分传播相移ΦDP等性能参数,分析评估在线自动标定数据质量.结果表明:1)峰值功率维持在679.68 kW,H(水平)和V(垂直)双通道的峰值功率长期运行吻合一致性较好.2)H和V双通道噪声系数均值分别维持在1.66 dB和1.73 dB,双通道数据总体分布稳定,且具有较好的一致性;标定数据的异常来源于外界干扰,占0.39％,受外界干扰H通道多于V通道,干扰造成接收机灵敏度降低了1.5 dB,导致雷达产品异常.3)反射率标定△SYSCAL最小值为-0.46 dB,最大值为0.25 dB,满足±2 dB的技术指标要求.4)I/Q相角法标定相位噪声均值为0.051 3°,实物对消能力60 dB与估测地物杂波抑制能力61.36 dB结果基本吻合,证实了雷达系统具有较好的地物杂波抑制能力.5)采用机内CW、TS双信号源标定法,接收双通道幅度和相位的标准差:ZDR-CW和ΦDP-CW分别为0.025 dB和0.735°,ZDR-TS和ΦDP-TS分别为0.044 dB和1.116°,满足接收双通道一致性的技术指标,但CW信号标定结果明显小于TS信号标定结果,表明双路方位旋转关节对接收链路信号幅度和相位的一致性有影响,导致ZDR-TS和ΦDP-TS标定结果比ZDR-CW和ΦDP-CW出现更大的偏差,因此随着双偏振雷达的长期运行,对方位旋转关节带来的幅度和相位固有偏差进行测试和订正非常重要.