導(dǎo)語：天氣雷達(dá)天線座測(cè)定方式探究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：對(duì)天氣雷達(dá)天線座水平誤差的測(cè)量、計(jì)算分析和調(diào)整方法進(jìn)行全面闡述，并用實(shí)例說明雷達(dá)天線座水平誤差的標(biāo)定過程，以為天氣雷達(dá)天線座水平的測(cè)試與調(diào)整提供參考。

關(guān)鍵詞：天氣雷達(dá)；天線座水平誤差；水平儀；測(cè)試；調(diào)整方法

在雷達(dá)維護(hù)工作中，對(duì)雷達(dá)天線座水平的測(cè)試和調(diào)整是一項(xiàng)重要工作，是保證雷達(dá)系統(tǒng)能夠精確工作的前提。天氣雷達(dá)中的雷達(dá)天線座要保持較高的水平度，以確保天氣雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)氣象目標(biāo)定位的高精準(zhǔn)度，所以雷達(dá)維護(hù)人員必須按相關(guān)規(guī)定，定期用水平儀來檢測(cè)雷達(dá)天線座的水平度。下面就天氣雷達(dá)天線座水平度的測(cè)量、天線座水平誤差的計(jì)算分析和調(diào)整方法進(jìn)行闡述和討論。

一、天氣雷達(dá)天線座水平誤差的測(cè)量

水平儀是一種測(cè)量小角度傾斜程度的儀器。

有讀數(shù)裝置供間接讀數(shù)的氣泡式水平儀，稱為合像水平儀。它是利用棱鏡將水準(zhǔn)器中的氣泡放大的方法，來提高讀數(shù)的精確度，利用杠桿、微動(dòng)螺桿這一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高讀數(shù)的靈敏度。在合像水平儀中可精確讀出傾斜0.01mm/m時(shí)被測(cè)件的水平誤差，合像水平儀的“精度”用符號(hào)“Acr”表示，即Acr=0.01/1000為無量綱數(shù)。我們使用的合象水平儀2支點(diǎn)的距離為165mm。水平調(diào)整時(shí)，旋轉(zhuǎn)盤上的每格刻度為0.01mm，側(cè)向上的每個(gè)刻度為旋轉(zhuǎn)盤上刻度的100倍，即為1mm。所以合像水平儀讀數(shù)包括水平儀側(cè)面垂直刻度讀數(shù)L1和刻度圓盤的讀數(shù)L2，合像水平儀的實(shí)際讀數(shù)計(jì)算公式為H=100L1+L2。

利用合像水平儀測(cè)量天線座的水平誤差，首先將合像水平儀放置在天線俯仰轉(zhuǎn)臺(tái)頂端的平面上，以方位旋轉(zhuǎn)軸為中心向外輻射的方向上。同時(shí)保證水平儀與轉(zhuǎn)臺(tái)平面之間光潔、平整，使其在天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，不出現(xiàn)晃動(dòng)。控制雷達(dá)伺服系統(tǒng)，將雷達(dá)天線的方位和仰角都調(diào)到0°，此時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)度盤調(diào)節(jié)合像水平儀上的氣泡位置，直至兩氣泡重合。記下水平儀刻度圓盤的讀數(shù)L2和水平儀側(cè)面垂直刻度讀數(shù)L1，則合像水平儀的實(shí)際讀數(shù)為H=100L1+L2。此值即為雷達(dá)方位角為0°時(shí)雷達(dá)天線座的傾斜值?？刂铺炀€，將方位角增加一固定增量。由于水平誤差，水準(zhǔn)器中的氣泡發(fā)生漂移，再旋轉(zhuǎn)刻度盤使氣泡重合。記錄合像水平儀的實(shí)際讀數(shù)以及該讀數(shù)所對(duì)應(yīng)的方位角。依此類推，重復(fù)以上步驟得到天線座在各個(gè)方位上合像水平儀兩氣泡重合時(shí)的實(shí)際讀數(shù)，即雷達(dá)天線座各方位的傾斜值。

二、天氣雷達(dá)天線座水平誤差的計(jì)算方法

通過對(duì)合像水平儀結(jié)構(gòu)原理和刻度盤、刻度板讀數(shù)產(chǎn)生過程的深入分析，參考相關(guān)資料，得到被測(cè)對(duì)象傾斜角度α的具體解析計(jì)算公式:

α(弧度)=arctan(H×Acr)(1)

α(角秒)=arctan(H×Acr)×3600×180/π(2)

式中，H為合像水平儀實(shí)際讀數(shù)，根據(jù)合像水平儀的“精度”可得到，Acr=0.01/1000為無量綱數(shù)。由天線底座水平度的實(shí)際計(jì)算公式可以計(jì)算出天線底座某一方位上的水平誤差β。

β=(αl-αl+180)/2(3)

式中，αl表示某一方位上的傾斜角度，αl+180表示與之對(duì)應(yīng)的天線旋轉(zhuǎn)180°后的傾斜角度。根據(jù)大量的實(shí)際測(cè)量和計(jì)算結(jié)果分析可知，雷達(dá)天線底座某一方位上的水平誤差β(以角秒為單位)與對(duì)應(yīng)的一條直線上2次合像水平儀實(shí)際讀數(shù)之差近似，即公式(4)成立。

β(角秒)≈H1-H1+180(4)

式中，Hl表示某一方位上合像水平儀實(shí)際讀數(shù)，Hl+180表示與之對(duì)應(yīng)天線旋轉(zhuǎn)180°后合像水平儀實(shí)際讀數(shù)。這樣在調(diào)整雷達(dá)天線座水平時(shí)，就不必反復(fù)計(jì)算。調(diào)整完畢后，只需精確計(jì)算1次即可得到雷達(dá)天線座的水平誤差值，方法簡(jiǎn)便。

三、天氣雷達(dá)天線座水平誤差的調(diào)整實(shí)例

天氣雷達(dá)天線座與安裝基礎(chǔ)通常是通過多個(gè)聯(lián)結(jié)螺栓進(jìn)行連接并固定[3-4]。另有幾個(gè)均勻分布在天線座的底面上供水平調(diào)整的螺栓。根據(jù)測(cè)量記錄的結(jié)果利用(4)式，可以分別粗略地計(jì)算天線各個(gè)方位角直線上的水平誤差，并依此數(shù)據(jù)進(jìn)行天線座的水平調(diào)整。水平調(diào)整時(shí)，應(yīng)先適當(dāng)松開聯(lián)結(jié)螺栓。針對(duì)粗略計(jì)算結(jié)果，將天線控制到需要調(diào)整的對(duì)應(yīng)方位角。輕微擰動(dòng)此方位對(duì)應(yīng)的2個(gè)水平調(diào)整螺栓，使合像水平儀讀數(shù)變化合適的位移量，并記錄調(diào)整后的讀數(shù)。天線旋轉(zhuǎn)180°讀出合像水平儀讀數(shù)。再利用(4)式粗略計(jì)算此方位水平誤差。如此反復(fù)直至調(diào)整到符合要求為止。所有方位調(diào)整完畢后，最后擰緊聯(lián)結(jié)螺栓，然后轉(zhuǎn)動(dòng)天線按上述的水平測(cè)量方法進(jìn)行再次測(cè)量，最后利用(3)式精確計(jì)算出天線座的水平誤差。

為第1次測(cè)量天線座方位間隔45°時(shí)，對(duì)應(yīng)的各方位水平儀讀數(shù)和粗略計(jì)算結(jié)果?？梢钥闯?，雷達(dá)天線座在0°方位上和45°方位上水平誤差較大，需要調(diào)整。根據(jù)上述調(diào)整方法在0°方位上下調(diào)0°對(duì)應(yīng)的水平調(diào)整螺栓或上調(diào)180°對(duì)應(yīng)的水平調(diào)整螺栓即可。在45°方位上方法相同。

為對(duì)天線座調(diào)整后，對(duì)應(yīng)的各方位水平儀讀數(shù)、粗略計(jì)算結(jié)果和精確計(jì)算結(jié)果?？梢钥闯觯{(diào)整后雷達(dá)天線座的水平誤差最大值是在0°方位上為20″(小于30″)，符合相關(guān)規(guī)定。公務(wù)員之家

四、結(jié)語

天氣雷達(dá)中的雷達(dá)天線座要保持較高的水平度，以確保天氣雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)氣象目標(biāo)定位的高精準(zhǔn)度，所以雷達(dá)維護(hù)人員應(yīng)熟練掌握天線座水平誤差的測(cè)量、調(diào)整和計(jì)算方法[5-6]。實(shí)踐證明，以上介紹的測(cè)量、調(diào)整和計(jì)算方法是一種易于理解和方便具體操作的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]程香.光學(xué)合像水平儀簡(jiǎn)介及使用案例說明

[2]張維全，李洋，李聞生.天氣雷達(dá)水平儀檢測(cè)數(shù)據(jù)誤差訂正與數(shù)學(xué)處理方法初探[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，23(5):42-45.

[3]李順芬.高機(jī)動(dòng)雷達(dá)天線座的設(shè)計(jì)探討[J].電子機(jī)械工程，2005(4):35-37.

[4]王霞云.便攜式雷達(dá)天線座結(jié)構(gòu)分析[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005(14):118-119.

[5]楊學(xué)惠.某米波情報(bào)雷達(dá)天線座與自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子機(jī)械工程，2008，24(1):34-36，56.

[6]牛忠文，程海平.雷達(dá)天線座水平誤差的一種測(cè)量方法[J].電子機(jī)械工程，2005，21(6):38-41.