Calibre sus receptores de radar meteorológico con el R&S®SMB100A

Su misión

Los meteorólogos utilizan los equipos de radar principalmente para analizar la estructura dinámica de nubes individuales o sistemas nubosos y para la medición exhaustiva y continua de precipitaciones. Un parámetro importante en las previsiones meteorológicas exactas es la intensidad de la precipitación o el índice de pluviosidad, que se mide mediante radares meteorológicos.

A pesar de que los equipos de radar no pueden medir la intensidad de la precipitación directamente, pueden medir la reflectividad. La reflectividad es una unidad de sección transversal de reverberación de un objetivo y es proporcional a la energía que reverbera de las partículas difundidas por el haz del radar en la antena. Cuanto mayor sea el número y el tamaño de las gotas de agua en el aire, mayor será la reflectividad.

La determinación cuantitativa de la reflectividad básicamente es una medición bipuerta donde el transmisor de radar es la señal fuente y el receptor es el medidor de potencia selectivo. El factor de transmisión de la ruta desde el transmisor hasta el receptor se puede calcular a partir de la potencia transmitida (Pt) conocida y la potencia recibida medida (Pr). Este factor de transmisión incluye la reflectividad del objetivo, la ganancia de la antena y el factor de atenuación de la ruta desde la antena hasta el objetivo de radar. Como la ganancia de la antena y la atenuación de transmisión son factores conocidos, se puede calcular la reflectividad.

Los transmisores de radar a menudo generan un nivel de salida lo suficientemente preciso para determinar la reflectividad. Con los receptores, esto resulta más complicado. En general, son capaces de monitorear cambios de nivel con una gran precisión, pero por sus características, son demasiado imprecisos para la medición de niveles absolutos.

La medición necesaria para esta medición se puede lograr mediante una calibración regular de estos receptores con una fuente de señal que tenga un nivel de salida muy preciso. Es indispensable contar con un equipo de radar meteorológico bien calibrado para la determinación precisa de la probabilidad de precipitación así como la densidad de la lluvia, nevada o niebla.

Solución de prueba y medición

El generador de señales analógico R&S®SMB100A proporciona niveles de salida muy precisos para la calibración de receptores de radar meteorológico.

Para la calibración, el R&S®SMB100A se conecta en bucle de entrada con un acoplador direccional (acoplador de 16 dB) en la línea de recepción del radar meteorológico.

Entre el puerto de acoplamiento del acoplador direccional y el R&S®SMB100A debe instalarse un atenuador de 3 dB para mejorar el desajuste de impedancias. Se debe conocer la atenuación total de la salida del R&S®SMB100A hasta la entrada del receptor de radar para que pueda tenerse en cuenta en la configuración del nivel del R&S®SMB100A. Esta atenuación, que se mide de forma precisa durante la instalación, es de prácticamente 20 dB exactos, como resultado de la atenuación de transmisión del acoplador direccional y la pérdida en el cable y del atenuador. Por tanto, el nivel del R&S®SMB100A varía entre +10 dBm y –90 dBm para abarcar un rango de –10 dBm a –110 dBm, que es el óptimo para la mayoría de receptores de radar.

Durante la calibración del receptor, el transmisor de radar se desactiva y el R&S®SMB100A genera la señal de calibración en el nivel y frecuencia necesarios. El nivel de la señal medida por el receptor se lee y se compara con el nivel de calibración para calcular el valor de corrección. Como los receptores normalmente muestran una buena precisión de nivel relativo, es suficiente realizar una calibración de dos puntos donde los valores de corrección del receptor se calculan y guardan para un nivel alto, como –10 dBm, y un bajo nivel como –70 dBm.

Si fuera necesario, se pueden utilizar más de dos puntos de calibración. Con el R&S®SMB100A, se puede alcanzar incluso el nivel de sensibilidad más bajo del receptor, p. ej., -110 dBm. Tras la calibración, el R&S®SMB100A se desactiva y el equipo de radar está listo para su funcionamiento normal. Los intervalos de calibración dependen de la estabilidad del receptor, lo cual normalmente es un mes.

El R&S®SMB100A ofrece una exactitud de medición de < 0,1 dB (a 5,62 GHz y la temperatura ambiente) para los niveles de salida relevantes. Además, la frecuencia de salida máxima de 12,75 GHz permite una calibración hasta la banda de frecuencia X. El R&S®SMB100A, por tanto, es la fuente de alta precisión ideal para calibrar la medición del nivel absoluto de los receptores de radar meteorológico.

En requisitos de aún mayor rendimiento, se puede utilizar el generador de señales analógico de gama alta R&S®SMA100A, el cual proporciona una pureza espectral excelente.