基于Android的雷达维护辅助工具的开发

韩宇龙，韦庆玲，苏禹宾，王 玮，黎 勋

(1.广西壮族自治区气象技术装备中心,广西 南宁 530022；2.广西壮族自治区崇左市气象局,广西 崇左 532200)

1 前言

为规范天气雷达定标业务，确保天气雷达探测数据的准确性和可靠性，中国气象局综合观测司组织制定了《天气雷达定标业务规范(试行)》(以下简称《规范》)。根据《规范》要求，雷达台站人员需要进行接收系统机内测量噪声系数测量、发射脉冲峰值功率定标、天线控制精度检查等内容的定标。在定标过程中，需要将仪表获得的原始数据进行取对数、计算均方根等复杂公式计算才能判断雷达性能是否符合《规范》要求。

当雷达发生故障时，RDA(Radar Data Acquisition)计算机上仅显示故障代码及故障的英文信息。这使得台站人员必须先查询故障信息对照表获取故障的中文信息后才能了解故障的具体情况。

基于上述原因，笔者设计了一款应用程序用于辅助台站人员进行日常的雷达维护定标，该应用程序集成了定标常用的计算公式、雷达详细报警信息及RDA计算机相关指令等内容。以下对该应用程序的具体功能进行介绍。

2 功能介绍

2.1 接收系统机内测量噪声系数计算

噪声系数是指接收系统输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值。台站人员只能从RDA计算机里的RCC(Radar Control Console)软件读取到机内接收系统的噪声温度，无法直接读取噪声系数。噪声温度(TN)与噪声系数(NF)的换算公式为：

(1)

在该项功能的界面(图1)，台站使用人员将需要转换的噪声温度值输入对应的文本框内并点击“计算”按钮后程序会自动计算出相应的噪声系数。

图1 噪声系数计算界面Fig.1 Calculation interface for noiseFigure

2.2 天线控制精度误差计算

天线控制精度指通过伺服系统使天线自动到达方位和俯仰预定位置的精度。台站人员需要通过RDASOT(Radar Data Acquisihon System Operability Test)软件发送天线方位和仰角的定位指令，当雷达天线停稳后，记录天线当前指示值与预置值之间差值。分别用12个不同方位角和俯仰角的实测值与预置值之间的均方根误差来表征。

在该项功能的界面(图2)，台站使用人员将需要计算12个不同方位角或俯仰角的实测值输入对应的文本框并点击“计算”按钮后，程序会自动根据均方根误差计算公式：

(2)

计算出相应的均方根误差。

图2 控制精度计算界面Fig.2 Calculation interface for control accuracy

2.3 定向耦合器衰减计算

发射脉冲平均功率是指单位时间内信号功率，根据发射脉冲功率测量框图(图3)可知，测量功率前需要先计算从定向耦合器至功率探头的偏移量。

图3 发射脉冲功率测量框图Fig.3 Block diagram of transmit pulse power measurement

定向耦合器的耦合度与信号通过它时的频率有关。而定向耦合器的铭牌上不一定会标注雷达中心频率的耦合度，因此需要将高于中心频率的耦合度与低于中心频率的耦合度进行线性计算，从而得到雷达中心频率的耦合度，进而保证雷达发射脉冲功率测量的准确性。

在该项功能的界面(图4)，台站使用人员将需要计算的频率以及该频率在定向耦合器铭牌上附近的两个频率值及耦合度输入对应的文本框并点击“计算”按钮后，程序会自动根据公式:

(3)

计算出定向耦合器在中心频率时的耦合度(L中心频率)。

图4 定向耦合器衰减计算界面Fig.4 Calculation interface for directional coupler attenuation

2.4 占空比计算

根据《规范》要求，定标时需要测量的是发射脉冲峰值功率。由于台站配备的功率计测量的是平均功率，因此需要台站人员在测量完发射脉冲宽度后计算出发射脉冲的占空比并输入功率计。

图5 占空比计算界面Fig.5 Calculation interface for duty cycle

2.5 报警代码查询

将报警代码中英文对照表以数据库形式打包在安装程序内。然后在安装时将数据库写入手机。在使用该查询功能时，应用程序会自动调用手机内的数据库进行查询。

在该项功能的界面(图6)，台站使用人员将报警代码输入对应的文本框并点击“查询”按钮后，程序会将查询到的报警状态、报警类型、报警设备、英文报警信息、中文报警信息等内容分行显示出来。

图6 报警代码查询界面Fig.6 Inquire interface for alarm code

2.6 常用信息

该界面(图7)以文本形式将一些RDA计算机常用的指令显示出来，方便台站维护人员查看使用。

图7 常用信息界面Fig.7 interface for the most frequently-needed information

3 小结

该辅助工具已在广西部分雷达台站试用。雷达台站维护人员普遍反映该辅助工具操作简单、实用性强，能够节约维护时间、提高维护效率。

接下来计划继续完善该辅助工具，增加查询报警代码的时候显示可能产生该报警信息的故障点的内容，方便雷达台站维护人员查找并排除故障。