新一代天气雷达系统现场验收测试大纲中国气象局气象探测中心二○一一年八月1 总则1.1 依据和目的1.1.1大纲以《新一代天气雷达系统功能规格需求书》（气办发〔2010〕43号）为依据，对2004年下发的《新一代天气雷达现场验收测试大纲（试行）》（气测函〔2004〕7号）进行修订而成。

1.1.2大纲规定了新一代天气雷达现场验收时的测试项目和内容。

现场验收测试工作完成后，由该雷达的测试组编制形成现场验收测试报告。

1.2验收测试条件和主要任务及要求1.2.1现场验收测试应具备的条件雷达系统出厂验收测试合格，承制方现场安装架设、调试、定标正常,且系统已在现场正常运行至少3个月(用户提供雷达运行报告)，承制方可向中国气象局相关业务单位提出现场验收测试申请。

申请报告应附有承制方测试报告，测试报告应包含符合本大纲规定要求的系统性能参数测试记录、系统定标检验记录及系统48小时连续运行考机检验记录。

申请获得同意后，可进行现场验收测试。

1.2.2 现场验收测试的主要任务1.2.2.1 对雷达天线座水平度调整、雷达波束指向定标进行检查测试。

1.2.2.2 对回波强度定标及速度测量进行检查测试。

1.2.2.3 以随机仪表（或同等精度仪表）和机内测试装置为主对雷达系统的主要技术参数进行检查测试。

1.2.2.4 对雷达系统的相干性能进行检查，并对系统的实际地物对消能力进行检验。

1.2.2.5 利用本站实测回波资料对雷达的基本产品及应用产品的图形、图像表现方式的合理性，坐标与背景配置的准确性及产品生成功能等进行检验。

1.2.2.6 对雷达系统的外观结构、文档资料进行检查。

1.2.2.7 现场验收测试为现场验收提供主要依据。

1.2.3如果被测参数或定标不符合规定和要求，应暂停测试工作。

承制方应对出现的问题进行分析，查明原因，并采取相应的解决措施。

在12小时内恢复正常，承制方需向测试组提交故障分析报告，经测试组审核同意后，可继续进行验收测试工作。

1.2.4 参数测试、功能检查及定标检验合格后，对雷达系统进行48小时连续运行考机检验。

1.2.4.1 考机期间应每隔2小时进行工作模式的转换，同时记录相关数据、监视系统运行状况，并填写《48小时连续运行考机检验记录表》。

1.2.4.2 考机结束后，对发射机、接收机主要技术参数及系统的相干性能进行复测。

1.2.4.3 48小时考机期间，系统出现30分钟以内可修复的故障，故障修复后，考机可连续累计计时；系统出现30分钟以内不能修复，但12小时以内可修复的故障时，待故障修复后，承制方需向测试组提交故障分析报告，经测试组审核同意，可重新进行48小时考机。

1.2.4.4 48小时考机期间，因非系统设备本身原因造成的停机（如市电停电），如停机时间不超过2个小时，恢复考机时可前后累计计时。

1.2.4.5偶尔出现的能自动恢复或人工复位后恢复的故障报警,不作故障处理。

但对频繁出现的能自动恢复或人工复位后恢复的故障报警，视为故障。

1.2.4.6 如系统出现12小时内不能修复的故障，或重新考机次数超过一次，或同一故障出现两次，则此次考机不能通过，停止本次考机。

1.2.4.7 承制方提供故障分析报告和考机申请后，经测试组同意，可再次进行48小时连续运行考机检验。

再次考机与上次考机时间间隔不超过3个月时，与故障无关联的测试记录仍然有效，与故障有关联的测试项目须进行复测。

相邻两次考机时间间隔超过3个月时，则应重新对系统进行现场验收测试。

1.3合格判据1.3.1所有验收测试项目（含48小时连续运行考机检验）均符合本大纲及合同技术条件的规定和要求时，判为现场验收测试合格。

1.3.2当出现1.2.3情况并采取措施，经复测后，测试结果符合规定和要求，则判定为验收测试合格。

1.3.3 不符合1.3.1、1.3.2 判据，则判为现场验收测试不合格。

2 测试项目2.1发射机2.1.1发射射频脉冲包络测量发射机输出的射频脉冲包络的宽度τ(-3dB)、上升沿、下降沿和顶部降落。

测量仪表：示波器型号：检波器：_____________注：τ为发射脉冲宽度；τr、τf分别表示脉冲包络的上升、下降沿；δ为包络顶部降落。

记录：2.1.2发射机输出功率2.1.2.1外接仪表测量⑴测量仪表：功率计型号：探头⑵测量仪表连接损耗定向耦合器耦合度（dB）:固定衰减器（dB）：测试电缆（dB）：其它（dB）：测量点至速调管输出口总损耗（dB）：⑶测量数据：注：F为发射脉冲重复频率；τ为发射脉冲宽度；D为工作比；P t为发射机输出峰值功率。

峰值功率平均值(kW)：记录：2.1.2.2机内功率测量测量数据：注：F为发射脉冲重复频率；τ为发射脉冲宽度；D为工作比；P t为发射机输出峰值功率。

记录：2.1.3 发射脉冲射频频谱测量发射脉冲射频频谱，测量的频谱图应附在测试记录中。

⑴测量仪表：频谱仪型号：⑵测量数据：记录：记录：2.1.4 发射机极限改善因子测量用频谱仪检测信号功率谱密度分布，从中求取信号和相噪的功率谱密度比值（S/N），根据信号的重复频率（F），谱分析带宽（B），计算出极限改善因子（I）。

测量的信号功率谱密度分布图应附在测试记录中。

2.1.4.1发射机输出端极限改善因子测量对雷达高重复频率（1000Hz左右）和低重复频率（600Hz左右）时的发射机极限改善因子分别进行测量。

⑴测量仪表：频谱仪型号：⑵计算公式：I＝S/N＋10lgB－10lgF式中：I为极限改善因子（dB）S/N为信号噪声比（dB）B为频谱仪分析带宽（Hz）F为发射脉冲重复频率（Hz）⑶测量数据及计算结果：记录：2.1.4.2发射机输入端极限改善因子测量⑴测量仪表：频谱仪型号：⑵计算公式：I＝S/N+10lgB-10lgF式中：I为极限改善因子（dB）S/N为信号噪声比（dB）B为频谱仪分析带宽（Hz）F为发射脉冲重复频率（Hz）记录：2.2接收机2.2.1噪声系数接收机噪声系数用外接噪声源和机内噪声源测量。

外接噪声源和机内噪声源测量的差值应≤0.2dB。

2.2.1.1外接噪声源测量噪声系数外接噪声源由接收机前端输入，测试点在终端，方法可采用Y因子法；终端输出幅度来计算噪声系数；噪声系数测试仪在接收机模拟输出端测量噪声系数，⑴和⑵测量方法任选一种。

⑴用Y因子法测量噪声系数外接噪声源型号：有效超噪比ENR（dB）：计算公式：N F=ENR－10lg(Y－1)Y = 100.1L 式中L为可变衰减器的衰减量（dB）测量数据及计算结果：平均值N F(dB)：记录：⑵测量接收机输出电压计算噪声系数外接噪声源型号：有效超噪比ENR（dB）计算公式：N F2=ENR－10lg[(V2/V1)2－1]式中：V1 (V)为断开噪声源的读数V2(V)为接通噪声源的读数N F1(dB)为计算机处理后的测量值N F2(dB)为用上述公式计算数据测量数据及计算结果平均值N F2(dB)：记录：⑶用噪声系数测试仪直接测量噪声系数测试仪表：噪声测试仪型号：噪声源型号：测试结果：N F (dB)：2.2.1.2机内噪声源测量噪声系数用机内噪声源测量噪声系数是通过雷达系统内设置的噪声源测量接收机噪声系数。

机内检测的噪声系数或噪声温度分别列表记录。

⑴机内噪声系数测试记录：噪声源型号：有效超噪比：测量记录：记录：⑵机内噪声温度测量记录噪声温度（T N）与噪声系数的换算公式为：N F=10lg[T N／290＋1]噪声源型号：超噪比：记录： 2.2.2系统动态特性根据输入输出数据，采用最小二乘法进行拟合。

由实测曲线与拟合直线对应点的输出数据差值≤1.0 dB 来确定接收系统低端下拐点和高端上拐点，下拐点和上拐点所对应的输入信号功率值的差值为系统的动态范围。

新一代天气雷达要求接收系统的动态范围≥85dB ，拟合直线斜率应在1±0.015范围内，线性拟合均方根误差≤0.5dB 。

机外信号从接收机前端输入，注入功率值应换算到机内信号注入点的功率值，输出值为终端显示值。

⑴ 外接信号源测量接收系统动态特性测量仪表：信号源： 型号： 测量数据：* 终端输出数据可选固定距离（dBz ）记录：拟合直线斜率： 拟合均方根误差（dB ）： 上拐点（dBm ）： 下拐点（dBm ）： 动态范围（dB ）：机外动态曲线高端80.0081.0082.0083.0084.0085.0086.0087.0088.0089.0090.00-27.40-26.40-25.40-24.40-23.40-22.40-21.40-20.40-19.40-18.40-17.40注入功率接收机输出（2）机内信号源测量接收系统动态特性 测试数据：终端输出数据可任选固定距离dBz拟合均方根误差（dB ）： 拟合直线斜率： 上拐点（dBm ）： 下拐点（dBm ）： 动态范围(dB)：记录：动态机外曲线低端-7.00-6.00-5.00-4.00-3.00-2.00-1.000.001.002.003.004.00-114.40-113.40-112.40-111.40-110.40-109.40-108.40-107.40-106.40-105.40-104.40注入功率接收机输出动态曲线高端5556575859606162636465-26.2-25.2-24.2-23.2-22.2-21.2-20.2-19.2-18.2-17.2-16.2注入功率（dBm)接收机输出（d B Z )2.3系统相干性 2.3.1 I 、Q 相角法将雷达发射脉冲经衰减延时后送入接收机，信号处理器对该信号I 、Q 值采样、计算相角求出采样信号相角的均方根误差并用其表示系统的相位噪声。

测试记录：平均值（°）： 记录： 当σφ小于5° 时可近似的用来估算系统的地物对消能力，其转换公式为： L = －20lg （sin σφ）2.3.2单库FFT 谱分析法测量系统极限改善因子将雷达的发射信号经衰减延迟后送入接收机射频前端，在终端显示器上观测信号处理器对该信号作单库FFT 处理时的输出谱线（不加地物对消），从谱分布中读出信号和噪声的功率谱密度的比值（S/N ），由雷达系统的重复频率（F ）、分析带宽（B ），计算出极限改善因子（I ）。

计算公式：I=S/N+10lgB-10lgF动态曲线低端-30-29-28-27-26-25-24-23-22-21注入功率（dBm)接收机输出（d B Z )分析带宽B与单库FFT处理点数n、雷达重复频率F有关，即B=F/n，因此上式可改写为：I=S/N-10lgn记录：2.4地物对消能力检查2.4.1 地物对消能力检查用雷达观测到的实际地物回波在对消前和对消后的强度差值检验系统的地物对消能力。