Calibrez vos récepteurs radar météo à l'aide du R&S®SMB100A

Votre tâche

Les météorologues utilisent des systèmes radar météo principalement pour analyser la structure dynamique de nuages individuels ou de systèmes nuageux, ainsi que pour une mesure de précipitations exhaustive et continue. L'intensité des précipitations, ou taux de pluie mesuré(e) par les radars météorologiques est un paramètre important pour des prévisions météorologiques exactes.

Bien que les systèmes radar ne soient pas capables de mesurer directement l'intensité des précipitations, il peuvent mesurer la réflectivité. La réflectivité est une unité de mesure pour la section efficace de rétrodiffusion des cibles et est proportionnelle à l'énergie rétro-diffusée de toutes les particules de diffusion dans le faisceau radar vers l'antenne. Plus le nombre et la taille des gouttes de pluie dans l'air sont élevés, plus la réflectivité est grande.

La détermination quantitative de la réflectivité est en principe une mesure à deux ports avec l'émetteur radar comme source du signal et le récepteur comme wattmètre sélectif. Le facteur de transmission de la trajectoire de l'émetteur vers le récepteur peut être calculé à partir de la puissance transmise connue (Pt) et de la puissance reçue mesurée (Pr). Ce facteur de transmission comprend la réflectivité de la cible, le gain de l'antenne et le facteur d'atténuation de la trajectoire de l'antenne à la cible radar. Étant donné que le gain de l'antenne et la perte de transmission sont connus, on peut calculer la réflectivité.

Les émetteurs radar génèrent généralement une puissance de sortie suffisamment précise pour déterminer la réflectivité. Avec des récepteurs, c'est plus difficile. En général, ils sont capables de surveiller les changements de niveau avec une grande précision, mais ils sont caractéristiquement trop imprécis pour mesurer des niveaux absolus.

La précision nécessaire pour cette mesure peut être atteinte en calibrant régulièrement ces récepteurs avec une source de signaux qui possède un niveau de sortie très précis. Un équipement radar météo calibré est indispensable pour déterminer avec précision la probabilité de précipitation ainsi que la densité de pluie, de neige ou de brouillard.

Solution T&M

Le générateur de signaux analogiques R&S®SMB100A fournit des niveaux de sortie très précis pour la calibration des récepteurs radar météo.

Pour la calibration, le R&S®SMB100A est bouclé à l'aide d'un coupleur directionnel (coupleur 16 dB) dans la ligne de réception du radar météo.

Un atténuateur de 3 dB devra être inséré entre le port de couplage du coupleur directionnel et le R&S®SMB100A pour améliorer la concordance d'impédance. L'atténuation totale entre la sortie du R&S®SMB100A et l'entrée du récepteur radar doit être connue, afin de pouvoir être prise en considération lors de la configuration du niveau du R&S®SMB100A. Cette atténuation, qui est mesurée avec précision lors de l'installation, est quasiment de 20 dB, une conséquence de la perte de transmission du coupleur directionnel, des pertes de l'atténuateur et du câble. Le niveau du R&S®SMB100A est donc passé de +10 dBm à -90 dBm afin de couvrir la gamme de –10 à – 110 dBm, ce qui est optimal pour la plupart des récepteurs radar.

Lors de la calibration du récepteur, l'émetteur radar est désactivé et le R&S®SMB100A génère le signal de calibration à la fréquence et avec le niveau requis. Le niveau du signal mesuré par le récepteur est lu et comparé au niveau de calibration, afin de calculer une valeur de correction. Étant donné que les récepteurs présentent généralement une bonne précision relative de niveau, il suffit d'effectuer une calibration à deux points où les valeurs de correction du récepteur sont calculées et enregistrées pour un niveau élevé, par exemple à –10 dBm, et à un faible niveau, par exemple -70 dBm.

Si nécessaire, on peut utiliser plus de deux points de calibration. Même la limite inférieure de sensibilité du récepteur, par exemple –110 dBm, peut être atteinte avec le R&S®SMB100A. Après la calibration, le R&S®SMB100A est mis hors tension, puis l'équipement radar est prêt à fonctionner régulièrement. Les intervalles de calibration dépendent de la stabilité du récepteur et sont généralement d'un mois.

Le R&S®SMB100A propose une précision de niveau mesurée < 0,1 dB (à 5,62 GHz et à la température ambiante) pour les niveaux de sortie pertinents. En outre, sa fréquence de sortie maximale de 12,75 GHz permet la calibration jusqu'à la bande de fréquence X. Le R&S®SMB100A est donc la source de haute précision idéale pour la calibration de la mesure de niveau absolu des récepteurs radar météo.

Pour des exigences de performance supérieures, utilisez le générateur de signaux analogiques haut de gamme R&S®SMA100A, qui garantit une excellente pureté spectrale.