温泉220Kv站110Kv切该工程隧道初衬地质雷达检测报告 本文关键词：隧道，地质，温泉，检测报告，工程
温泉220Kv站110Kv切该工程隧道初衬地质雷达检测报告 本文简介：温泉220kV站110kV切改工程地质雷达检测报告北京智明环宇技术有限公司网址：www.jsfw8.com.cn电话：18518674665检测报告首页检测报告首页工程名称温泉220kV站110kV切改工程电力隧道初衬地质雷达检测工程地址北京市海淀区施工单位中方元建设工程有限公司委托单位中方元建设工
温泉220Kv站110Kv切该工程隧道初衬地质雷达检测报告 本文内容：
温泉
220kV
站
110kV
切改工程地质雷达检测报告
北京智明环宇技术有限公司
网址：www.jsfw8.com.cn
电话：18518674665
检测报告首页检测报告首页
工程名称温泉
220kV
站
110kV
切改工程电力隧道初衬地质雷达检测
工程地址北京市海淀区
施工单位中方元建设工程有限公司
委托单位中方元建设工程有限公司
检测单位北京智明环宇技术有限公司
检测项目隧道衬砌质量/钢架位置
工
作
量测线总长
302
米
检测日期2015
年
04
月
20
日
检测仪器
LTD-2100
型地质雷达（编号：116060400）
400MHz
天线（编号
AN116060400M）
检测依据
《城市工程地球物理探测规范》
（CJJ7-2007）
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004)
检
测
结
论
根据地质雷达检测数据：在隧道拱顶、拱腰、边墙测线上未发现明
显的病害异常，测区内初衬背后注浆密实；实测初衬厚度基本满足设计
厚度要求；实测格栅钢架间距基本满足设计间距要求。
（以下空白）
检测单位(盖章)：
报告日期：2015
年
04
月
21
日
工程负责人：
审核人：
批准人：
温泉
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目目
录录
1
1
工程概况工程概况3
2
2
执行规范标准执行规范标准3
3
3
检测目的和任务检测目的和任务3
4
4
测线布置及工作量测线布置及工作量4
4.1
测线布置.4
4.2
工作量统计.4
5
5
地质雷达检测原理地质雷达检测原理5
6
6
仪器设备仪器设备6
7
7
现场检测现场检测7
7.1
测线位置与标记.7
7.2
现场记录.8
7.3
采集参数的选择.8
8
8
内业处理与解释内业处理与解释8
9
9
检测成果检测成果11
1010
说明说明.11
附表一
隧道初衬厚度雷达检测结果对照表
.12
附表二
隧道初衬背后格栅钢架检测结果对照表
.12
附图一
地质雷达检测初衬厚度分布图
.13
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1
1工程概况工程概况
本工程新建电力隧道起自白家疃
110kV
变电站西侧
110kV
隧道甩口，向南至现状
安阳南路与变电站
10kV
隧道甩口相接，然后沿安阳南路北红线以南
4.0m
向西约
50m
后折向北，穿过现状绿地后与拟建温泉
220kV
输变电工程相接。采用断面为
2.0×2.3m
暗挖隧道，全长
163.3m，其中
Φ5.2m
三通井
2
座，含通风亭
1
座。工程地
理位置如图
1-1
所示。
图图
1-11-1
项目场地地理位置图项目场地地理位置图
受委托，我公司采用地质雷达方法对温泉
220kV
站
110kV
切改工程电力隧道初衬
进行了检测工作。
现场检测工作于
2015
年
04
月
20
日开始，2015
年
04
月
20
日结束。2015
年
04
月
21
日完成资料整理、数据判读分析工作，提交相应的成果报告。
2
2执行规范标准执行规范标准
《城市工程地球物理探测规范》
（CJJ7-2007）
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004)
3
3检测目的和检测目的和任务任务
1）
通过地质雷达方法探查初衬背后是否存在土层不密实、疏松、空洞、水囊等
不良地质体，查明不良地质体的位置、大小、埋深等基本参数，为建设、设计、施工
等单位提供基础资料，以便采取有效处理措施消除安全隐患，确保该工程涉及区域道
路工程和周边环境的安全，为施工单位的处理方案提供依据。
项目场地
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2）
检测隧道初衬厚度。
3）
检测隧道初衬背后格栅钢架间距是否满足设计要求。
4
4测线布置及工作量测线布置及工作量
4.14.1测线布置测线布置
在委托方指定的检测范围内沿电力隧道走向布设测线，共布设
5
条测线，其中拱
顶
1
条，拱腰
2
条，边墙
2
条，测线布置见图
4-1。
图图
4-14-1
地质雷达测线布置示意图地质雷达测线布置示意图
现场工作时，测线布置还应符合下列要求：
1）
测线布置应根据任务要求、检测目标体的空间结构与埋深等因素综合确定。
2）
测线主要沿线路走向布置，重点区域进行局部加密并布置交叉测线，测线布
置在通道表面障碍物较少的区域。
3）
当测区边界附近发现重要异常时，应进行网格式加密检测。
4）
在土层结构复杂区域，应使用不同的检测方式，提高检测精度。
4.24.2工作量统计工作量统计
本次地质雷达检测实测测线汇总见表
4-1。
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表表
4-14-1
地质雷达实测测线汇总表地质雷达实测测线汇总表
探测区域测线位置
测线数量
(条)
测线长度(m)合计(m)
拱顶113.7
左拱腰113.7
右拱腰113.7
左边墙113.7
起点～1#竖井：
0+000.0～0+013.7
隧道
右边墙113.7
拱顶146.7
左拱腰146.7
右拱腰146.7
左边墙146.7
1#竖井～2#竖井：
0+018.9～0+065.6
隧道
右边墙146.7
302
5
5地质雷达检测地质雷达检测原理原理
地质雷达方法是基于地下介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，并接收地下
介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术。其工作过程是由发射
天线向地下发射高频电磁脉冲波，当其在地下传播过程中遇到不同的目标体（岩石、
土体、混凝土、空洞等）的电性差异界面时，就有部分电磁波反射回来，被接收天线
接收，并由主机记录，得到从发射天线经地下界面反射回到接收天线的双程走时。当
地下介质的波速已知时，可根据测得的走时求得目标体的位置和埋深（检测原理见图
5-1）
。根据反射波组的波形与强度特征，通过同相轴的追踪，可研究地下介质特征、
地下结构，确定反射波组的地质含义。通过多条测线的检测，可了解场地目标体平面
分布情况。
h
t0
探测面
异常体
发射天线
接收天线
tx
特征波形
介质1
介质2
界面
中地华北（北京）工程技术研究院有限公司
中地华北（北京）工程技术研究院有限公司
中地华北（北京）工
程技术研究院有限公司
中地华北（北京）工
程技术研究院有限公司
中地华北（北京）工程技术研究院
中地华北（北京）工程技术研究院
中地华北（北京）工程技术研究
中地华北（北京）工程技术研究院
中地华北（北京）
工程技术研究院有限公司
中地华北（北京）工程技术研究院
t1
xx
图图
5-15-1
地质雷达检测原理示意图地质雷达检测原理示意图
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反射系数的公式为：
121212
()/()R???????
式中：，分别为介质
1、介质
2
的相对介电常数。
1
?
2
?
由上式可知：反射系数的大小，主要取决于界面两侧介质相对介电常数的差异。
差异越大反射系数越大，越有利于检测。对于空洞探测而言，为正常地层的相对介
1
?
电常数（6～16）
，空洞等异常体的相对介电常数。，。与差异
2
?1?
空
?81?
水
?
1
?
2
?
一般较大，这是采用地质雷达法进行空洞探测的地球物理基础。
电磁波速度的估计很重要，它是进行准确时深转换的基础，对于确定反射体的深
度至关重要，测量中要给予特别的关注。可通过不同方法估算电磁波速：
1）
根据地层类型和含水情况使用参考速度值。
2）
利用已知埋深物体的反射走时求波速。
3）
利用一个孤立反射体，其垂直反射走时为，偏移观测走时为，偏移距为，
0
t
1
tx
计算深度和波速：hV
，
。
1
2
0
1
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
t
t
x
h
0
2
t
h
V
?
4）
作共深度点剖面（CDP）
，用计算方法求波速。具体做法如下：CDP
中心点
垂直反射的走时，以中心点为对称的发射与接收天线间距离为
2，反射走时为，
0
tx
x
t
波速与深度的计算公式如下：Vh
，。
??
2
0
2
2
tt
x
V
x
?
?
2
0
tV
h
?
?
6
6仪器设备仪器设备
本次地质雷达检测采用中国电波传播研究所生产的
LTD-2100
型地质雷达（仪器
编号：116060400）与
400MHz
天线（天线编号：AN116060400M）
。雷达主机和天线
如图
6-1
所示。雷达主机具有轻便、自动化程度高、信号稳定、检测速度快、分辨率
高等优点；可连接使用多种频率的天线，实时显示检测剖面，并可在微机工作站上进
行数据的后处理解释工作；数据采集和处理一体化，实现彩显三维立体图像，
Windows
视窗平台作业，操作界面友好。
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图图
6-16-1
LTD-2100LTD-2100
型探地雷达主机与型探地雷达主机与
400MHz400MHz
屏蔽天线屏蔽天线
LTD-2100
型地质雷达主机性能指标见表
6-1。
表表
6-16-1
LTD-2100LTD-2100
型地质雷达主机性能指标型地质雷达主机性能指标
操作系统实时数字采集处理器，操作平台为
Windows
CE
天线频率主机可适配频率范围从
16MHz
到
2.2GHz
的高中低频雷达天线。
显示方式
实时彩显，彩色/灰阶行扫描，变面积/波形显示，线性扫描方式中可使用
256
种色源来表示信号的幅度和极性
扫描速率最高可达
128
线/秒
样点字节16
位或
32
位
扫描点数256/512/1024/2048
操作模式具备连续检测、测量轮检测、点测三种模式可选
测量范围0～5000ns
自选
增益手动或自动，1～9
节点
滤波器
垂直滤波器、有限、无限低通和高通可调
水平滤波器、叠加、背景去除
动态范围160dB
7
7现场检测现场检测
7.17.1测线位置与标记测线位置与标记
本次地质雷达检测以隧道里程标志为标志物，在现场选定探测起讫点里程桩号后，
严格将测线位置在现场进行实地测量放线，记录每条测线的起讫位置。应用手持测距
轮及皮尺等辅助方式进行距离标识，以保证病害检测位置的准确性。
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7.27.2现场记录现场记录
现场记录很重要，它是资料解释的基础。除了记录测线的起讫里程桩号、检测位
置、文件号外，还需要对环境干扰信号进行记录，如电线反射、侧面墙反射、金属物
品反射等，如不参考现场记录很容易将干扰信号错判为地下异常体。现场记录的要点
是把那些可能产生反射干扰的地物都记录下来，注明它们的性质、与测线的距离、位
置关系等。
7.37.3采集参数的选择采集参数的选择
本次地质雷达检测采用
400MHz
屏蔽天线，连续采集，主机时窗选用
60ns、AD
采样
16
位、1024
扫描样点数、64
扫描线/s、9
节点自动增益、垂向高通滤波
600MHz、低通滤波
200MHz、3
道水平平滑。
8
8内业处理与解释内业处理与解释
地质雷达资料处理的主要任务是根据雷达检测的基本原理和电磁波在介质中的传
播规律，采用数字信号处理的方法在计算机上对采集的雷达数据进行有效处理，得到
记录中包含的与检测目标的位置、形态、结构和大小等有关的信息，为后期的解释服
务。
地质雷达在检测过程中，由于受周围环境电磁信号、仪器本身的噪音和地下介质
的复杂性等因素的影响，记录的信号除地下介质的信号以外，还会受许多干扰因素的
影响，这些干扰因素降低了信号的信噪比，掩盖了真实异常并且经常产生假异常，使
检测结果不准确，因此在利用雷达资料进行检测结果解释之前，需要进行数字处理来
压制干扰波，提高信号的信噪比。
本次的地质雷达资料采用美国
GSSI
公司研发的地质雷达数据处理软件
RADAN7.0
和中国电波传播研究所后处理软件
IDSP6.0
进行处理。处理流程为：数据
输入→数据编辑→能量均衡→数值滤波→偏移→时深转换→图形编辑→输出剖面图。
主要处理方法及功能见表
8-1。
表表
8-18-1
地质雷达主要处理方法及功能地质雷达主要处理方法及功能
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对地质雷达检测数据进行处理可以提高信噪比，但是要得到检测结果，还需要结
合地质、构筑物结构等信息和现场记录，尽量剔除假异常，得到真正的目标结构信息，
使雷达检测信息和土层真实情况相对应；获取真正的异常信息，并对异常信息进行综
合解释。
处理后正常无异常区域地质雷达剖面图见图
8-1；典型异常区域地质雷达剖面图见
图
8-2；典型钢架地质雷达剖面图见图
8-3。
图图
8-18-1
无异常区域地质雷达剖面图无异常区域地质雷达剖面图
处理对象方法
波形较平的噪音
水平高通滤波、垂直高通滤波
空间滤波、背景修复
高频噪音（像雪花一样的波形）水平低通滤波、垂直低通滤波、空间滤波
展宽了的波形反褶积运算
绕射波（压缩了的双曲线）、校正反射层位置偏移
增强低振幅波的能见度算法函数、改变显示增益
分辨细微异常特征Hilbert
变换、空间滤波
生成清晰的显示文件算法函数、层位拾取、静校正
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图图
8-28-2
典型异常区域地质雷达剖面图典型异常区域地质雷达剖面图
图图
8-38-3
典型钢架地质雷达剖面图典型钢架地质雷达剖面图
在数据分析处理时，寻找雷达波图谱中的反射波同相轴不连续、产生弯曲，反射
波能量强，回波振幅反应较强的区域，依据雷达波的相位、频率和幅值变化进行综合
定性判断，剔除各种虚假异常后可初步圈定病害区域。
检测分析的异常按病害程度划分为土层扰动异常、不密实异常、土层脱空异常等。
土层扰动异常：在雷达图上表现为同相轴横向部分连续，一般呈波浪状，土层轻
度松散。
土层不密实异常：在雷达图上一般表现为同相轴横向不连续，纵向介电常数变化
较大，纵向不连续，并伴有非连续强反射，土层非常松散、破碎。
脱空异常：在雷达图上一般表现为同相轴弯曲，存在明显的异常绕射波。
检测异常缺陷等级划分见表
8-2。
表表
8-28-2
雷达检测异常缺陷等级表雷达检测异常缺陷等级表
挡墙界挡墙界
病害区病害区
钢架钢架
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9
9检测成果检测成果
通过现场数据采集、室内资料处理及分析，得出如下结论：
1）
根据地质雷达检测数据，在隧道拱顶、拱腰、边墙测线上未发现明显的病害
异常，测区内初衬背后注浆密实。
2）
根据地质雷达检测数据，实测初衬厚度基本满足设计厚度要求，初衬厚度值
具体见附表一，隧道初衬厚度分布图详见附图一。
3）
根据地质雷达检测数据，实测格栅钢架间距基本满足设计要求，实测格栅钢
架间距详见附表二。
1010
说明说明
1）
通过对检测成果的细致分析，结合地质资料、地下构筑物结构信息和现场记
录等，对地质雷达剖面中的异常区域进行了定性和定量解释。
2）
本次地质雷达检测过程中，隧道内电线、金属物体等均对地质雷达信号产生
干扰，给外业工作和资料解释带来一定困难。
3）
由于地质雷达方法技术本身的局限性、物探的多解性、地下隐蔽工程的复杂
性，以及实测剖面位置的电性参数与标定位置的参数可能存在差别，都会使探测结果
产生一定的误差。
4）
本次检测成果仅限于本工程使用。
缺陷
等级序号
异常
缺陷等级
异常性质引起异常主要原因处理意见
1轻微土层扰动
开挖隧道施工、管线施工中回填夯实
不足。
加强巡视
定期检测
2中等不密实
开挖隧道施工、管线施工等；管线本
身（雨污水管线）；上水管线爆管、
雨污水管线泄露；其他人为因素。
打钻验证
注浆处理
3严重脱空
开挖隧道施工、管线施工等；管线本
身（雨污水管线）；上水管线爆管、
雨污水管线泄露；其他人为因素。
打钻验证
注浆处理
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附表一附表一
隧道初衬厚度雷达检测结果对照表隧道初衬厚度雷达检测结果对照表
隧道
拱顶（cm）左拱腰（cm）右拱腰（cm）左边墙（cm）右边墙（cm）里程
设计实测设计实测设计实测设计实测设计实测
0+00025262525252725262525
0+00525242526252425272525
0+01025252525252625272527
0+013.725262525252425242527
1
井口
0+018.925242525252725272527
0+023.925272527252425242524
0+028.925252527252725242526
0+033.925272524252725262525
0+038.925262526252625272524
0+043.925242526252725262525
0+048.925252527252625252526
0+053.925272527252625242526
0+058.925272524252525262527
0+063.925262526252625272526
0+065.625272525252425272526
2
井口
附表二附表二
隧道初衬背后格栅钢架检测结果对照表隧道初衬背后格栅钢架检测结果对照表
位置线路里程洞身里程
实测洞身里程
（m）
设计间
距(cm)
实测平
均间距
(cm)
备注
起点～1#竖井0+000~0+013.70～13.70～13.57573
1#竖井～2#竖井0+018.9～0+065.60～46.70～46.57574
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附图一附图一
地质雷达检测初衬厚度分布图地质雷达检测初衬厚度分布图
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篇2：南京大学C波段双偏振雷达_垂直90度观测_分析总结报告_第1部分_20XX年8月5日_7日_21日补充
南京大学C波段双偏振雷达_垂直90度观测_分析总结报告_第1部分_2014年8月5日_7日_21日补充 本文关键词：南京大学，偏振，波段，观测，垂直
南京大学C波段双偏振雷达_垂直90度观测_分析总结报告_第1部分_2014年8月5日_7日_21日补充 本文简介：南京大学C波段双偏振雷达垂直90度观测分析总结报告（第1部分）南京大学2014年8月目录1概述12垂直90度观测时雷达的相关参数13Matlab分析程序24ZDR和PHIDP偏差与方差的分析结果34.1ZDR偏差与方差的分析结果34.1.1IOP144.1.2IOP264.1.3IOP364.1.4
南京大学C波段双偏振雷达_垂直90度观测_分析总结报告_第1部分_2014年8月5日_7日_21日补充 本文内容：
南京大学C波段双偏振雷达
垂直90度观测
分析总结报告
（第1部分）
南京大学
2014年8月
目
录
1
概述1
2
垂直90度观测时雷达的相关参数1
3
Matlab分析程序2
4
ZDR和PHIDP偏差与方差的分析结果3
4.1
ZDR偏差与方差的分析结果3
4.1.1
IOP14
4.1.2
IOP26
4.1.3
IOP36
4.1.4
IOP47
4.1.5
IOP59
4.1.6
IOP611
4.1.7
IOP713
4.1.8
IOP815
4.1.9
IOP917
4.1.10
IOP1019
4.1.11
IOP1125
4.2
PHIDP偏差与方差的分析结果27
5
对整个观测试验进行分析（分析偏差的中期变化）32
5.1
ZDR系统偏差、方差的变化33
5.2
PHIDP系统偏差、方差的变化38
5.3
列表汇总43
5.4
其它几个参数的方差44
6
结论47
6.1
通过垂直90度观测，说明这部雷达的技术指标如何？47
6.2
对观测数据应该如何将偏差订正47
7
下一步工作48
7.1
其它几个剩余的IOP继续分析48
7.2
推广到别的双偏振雷达，也对垂直90度的数据进行同样的分析48
7.3
将各参数的方差和理论值进行对比分析，看是否符合理论。48
8
基于IQ数据重新计算的基数据的部分分析结果48
8.1
ZDR偏差与方差的分析结果48
8.2
PHIDP偏差与方差的分析结果52
1
概述
2014年6、7月份，由北京敏视达公司制造的南京大学C波段双偏振雷达在安徽长丰站进行了持续的降水观测，总计有11个IOP观测。在每次体扫观测中，都进行了垂直90度扫描，录取了宝贵的数据。
所有IOP的基数据都保存在了“2014年长丰站所有IOP的基数据:/NJU_CPol/BaseData”
目录下。.bz2
是雷达保存的压缩数据格式；.
AR2是将bz2解压之后的数据；.mat是matlab能直接读取的数据格式（参见Fun_Read_MSD_Radar_BaseData.m程序）。
本文对垂直90度观测的数据进行了系统的分析，总共有5687个基数据文件，从中发现有1068个有合适降水的垂直90度的回波。然后绘制了各种统计分析的图片和曲线。
从这些垂直90度的数据得出以下初步结论：
l
6月14日的数据偏差有个跳变（这是由于6月10日更换了旋转关节造成的）
l
各个时刻的PHIDP的系统偏差非常稳定；各个时刻的ZDR的系统偏差基本稳定；
l
ZDR的随机差（方差）为0.25~0.4dB（和谱宽有关系，方位上采用64点积分时）；
l
PHIDP的随机差在2~3度（方位上采用64点积分时）
l
但是，ZDR的偏差还是存在“小时”量级的波动的，波动范围约为0.3~0.4dB。原因还需进一步分析IQ数据才能确认。
l
第9个IOP，有11个VCP的ZDR系统偏差为0.3dB；第10个IOP，前7个VCP的ZDR的系统偏差为0.2dB。这些偏差结果和其它IOP下、其它VCP的结果有0.3~0.4dB的差异。需要进一步分析IQ数据，找出突然发生变化的原因。
l
第10个IOP（台风）中，有几个体扫的ZDR的随方位的起伏较大，可能是风和雨的共同作用导致的
8月7日，补充了基于IQ数据重新计算的基数据的部分分析结果（只有IOP8和IOP9的部分结果，其余的IOP的IQ数据还没有计算出来），见第8
章。
8月21日，将所有的IOP的数据都补充完整了。
2
垂直90度观测时雷达的相关参数
在5月27日进行了指标测试，相关的指标如下：（详见《南大C波段雷达扫描表_2014年5月30日.doc》和《南大C波段雷达标校情况_2014年5月30日.doc》）
l
天线波束宽度：1.19度（H）、
1.18度（V）
l
天线增益：41.5dB
l
馈线损耗：H:
3.6dB、V:3.3dB（含波导、旋转关节、TR管等，不含大功率的功分器）
l
发射载频：5625MHz
l
发射脉冲宽度：0.5μs
l
发射峰值功率：254kW
l
发射采用初始相位随机编码的方式
l
重复周期：2000Hz（奇怪的事情是：从6月20日开始，重复周期竟然变为了1000Hz）
l
不模糊速度：26.66m/s
l
接收机噪声系数：2.75dB（H）、2.78dB（V）
l
接收机带宽：2MHz
l
接收机灵敏度：-108.24dBm（水平通道）
-108.21dBm（垂直通道）
l
库长：150m（从6月11日，变成了75m，即距离上不再进行2点积分了）
l
库数：133（从6月11日，变成了266个）
l
方位平均数（即脉冲累积数）：128（奇怪的事情是：从6月20日开始，脉冲累积数竟然变为了64）
l
天线扫描速度：15.625deg/s
l
雷达常数C(dB)：79.93（水平通道）
79.63（垂直通道）
l
雷达系统灵敏度：[email protected]（水平通道）
[email protected]（垂直通道）
3
Matlab分析程序
我们编写了能进行批量分析的Matlab程序，自动对基数据进行读取、解析、判断90度有无合适的降水，然后绘制PPI图、随高度变化的图、随方位变化的图，并进行统计，绘制直方图。
同时，以.txt文本形式将该体扫下的分析结果记录下来，保存在Result子目录中，以便后续的分析。同时记录了ZDR、std(ZDR)
、SNR、W、dBZ、std(dBZ)
、V、std(V)
、CC、std(CC)
、PHIDP、std(PHIDP)
等参数随高度（距离）的变化。
一个典型的txt文件如下所示：
从上面的txt文件中，可以很容易的看出某个基数据中，各个参数的偏差和方差的情况。
同时，txt文件中的内容，也保存为mat格式，以方便进一步的分析。
那么如何判断90度有合适的降水呢？
我们选取零度层以下，且不含地物的相关系数CC的数据来进行判断。
首先选取距离（即高度）从1000m~3000m的CC值，总共有约2500个数据。如果在这些数据中，有超过5%的CC小于0.95（包括没有回波的数据），则说明该文件不是降水回波，该文件就不再进行后续的分析。
经过对5月31日、6月1日的数据的验证，这种判断方法还是非常准确可靠的（通过人工识别出有合适降水的情况，与通过上述准则自动判断的结果是一致的）。
4
ZDR和PHIDP偏差与方差的分析结果
4.1
ZDR偏差与方差的分析结果
所有图片在“L:/NJU_CPol/Analysis/IOPx/90deg/ZDR”目录下。
4.1.1
IOP1
其中一个5月31日的基数据的图片如下：
注意：上面这张图中，是选取了高度在1000~2000m之间的数据，然后先进行距离上的平均（平均的目的是为了减少ZDR的随机起伏，从而能更好的发现ZDR偏差随方位的变化），然后再按照横轴是方位来绘制的。
注意：上面这张图中，是选取了高度在1000~2000m之间的数据，然后将两维的数据用
reshape函数变为一维的数组（注意：这里因为要计算方差，因此绝对不能进行距离上的平均），然后用hist函数统计得到直方图，最后用mean、median、std函数得到平均值、中间值和方差的。
4.1.2
IOP2
没有合适的垂直90度的降水，因此这个IOP不分析。
4.1.3
IOP3
由于
6月10日更换过关节，因此这里再绘制一个6月14日的降水数据的ZDR图：
对比关节更换前后的结果可以看出，ZDR的系统偏差从原来的0.16dB，改为了0.70dB，但方差没有变。
另外，从ZDR随方位变化的图可以看出，不管是国产还是进口关节，都不存在ZDR系统偏差随方位变化的现象（但在别的雷达中，这是一个普遍的现象）。
4.1.4
IOP4
4.1.5
IOP5
4.1.6
IOP6
4.1.7
IOP7
4.1.8
IOP8
4.1.9
IOP9
4.1.10
IOP10
第10个IOP，前7个VCP的ZDR的系统偏差为0.2dB。这些偏差结果和其它IOP下、其它VCP的结果有0.3~0.4dB的差异。
从UTC时间08:07:25开始，ZDR的系统偏差就正常了：
但是，其中有几个体扫的ZDR的随方位的起伏较大，可能是风和雨的共同作用导致的。
4.1.11
IOP11
4.2
PHIDP偏差与方差的分析结果
所有图片在“L:/NJU_CPol/Analysis/IOPx/90deg/PHIDP”目录下。
其中一个5月31日的基数据的图片如下：
注意：
6月10日更换过关节，因此这里再绘制一个6月14日的降水数据的PHIDP图：
对比关节更换前后的结果可以看出，PHIDP的系统偏差从原来的25.79度，变为了-97.5度，但方差没有变。另外，都存在PHIDP系统偏差随方位而波动的现象，波动范围为±3度，但两者波动的曲线不同。
我们再看看其它日子的PHIDP随方位的变化：
从上面几张不同日子的PHIDP系统偏差随方位而波动的图可以看出，这个波动是稳定的，因此可以很容易的修正掉。
5
对整个观测试验进行分析（分析偏差的中期变化）
读取前面分析得到的mat文件，然后选取特定高度的数据（这里取2500m的高度，经过观察回波发现，在这个距离处，地物的回波比较弱）的数据，绘制成横轴是时间、数轴是数值的曲线的图，以便可以清晰的看出在整个观测试验中，ZDR、PHIDP等参数系统偏差的变化情况。
生成的图片保存在
Analysis/IOPx/90deg/Result/Pic目录下。
5.1
ZDR系统偏差、方差的变化
下面，将各个IOP观测试验下，ZDR的系统偏差、方差，随各个VCP扫描的变化曲线绘制如下：
ZDR存在“小时”量级的变化
此处ZDR变化，是因为时间上相隔了12个小时
此处ZDR变化，原因未明？
备注：
从上面几张图中可以看出，ZDR的偏差还是存在“小时”量级的波动的。但是，这个波动的原因，是由于雷达的硬件的确发生了增益、灵敏度的变化呢？还是由于RVP9在计算的时候，其雷达常数等参数发生了改变造成的呢（就像RVP9输出的强度值会在VCP之间突然发生变化，但IQ数据重新计算的强度值就没有变化）？
需要进一步分析IQ数据才能得出结论。
另外，如果ZDR的偏差的确有这么大的变化（也就是说，雷达的硬件的确有这么大的变化），则今后偏差修正，以及基于ZDR的目标识别的时候，就麻烦了，必须想办法如何降低这个偏差的波动造成的影响。
可能也跟硬件中，接收机的温度没有稳定有关。这个可以通过对IQ数据进行茅草的统计来分析是否是这个原因。
另外，由于雷达处于自动标定有效的状态（尽管我们要求不要将标定的结果传入信号处理器，但实际上是传入的），也就是说，每次VCP体扫结束之后，都会执行自动标定，并将标定的结果传入信号处理器，作为计算的基准。因此，也有很大的可能是自动标定的问题。
5.2
PHIDP系统偏差、方差的变化
下面，将各个IOP观测试验下，PHIDP的系统偏差、方差，随各个VCP扫描的变化曲线绘制如下：
5.3
列表汇总
将所有的IOP的结果下，ZDR的偏差、方差，PHIDP的偏差和方差，列表显示出来
表1
ZDR和PHIDP的偏差、方差的结果
IOP
起止时间
90度观测次数
方位*距离积分次数
ZDR偏差
(dB)
ZDR方差(dB)
PHIDP偏差(度)
PHIDP方差(度)
谱宽(m/s)
1
5.31~6.1
26
128*2
0.12
0.21
27.33
2.13
1.09
2
6.11
0
128*1
3
6.14~6.17
249
128*1
0.98
0.29
-93.29
2.38
0.93
4
6.20~6.21
26
64*1
0.86
0.35
-95.76
2.74
0.75
5
6.24~6.27
253
64*1
1.02
0.31
-95.49
2.53
0.84
6
6.30~7.3
130
64*1
0.85
0.27
-95.16
2.30
0.92
7
7.4~7.5
93
64*1
0.91
0.28
-94.17
2.38
0.99
8
7.11~7.13
130
64*1
0.97
0.30
-95.17
2.49
1.02
9
7.15~7.18
73
64*1
0.54
0.25
-94.78
2.21
0.92
10
7.24~7.25
55
64*1
0.61
0.30
-93.33
2.51
1.01
11
7.30
33
64*1
0.70
0.29
-93.13
2.42
1.14
备注：6月14日的数据偏差有个跳变（这是由于6月10日更换了旋转关节造成的）
从上表，我们终于可以得出一点结论了：
l
各个时刻的PHIDP的系统偏差非常稳定；各个时刻的ZDR的系统偏差基本稳定；
l
ZDR的随机差（方差）为0.25~0.4dB（和谱宽有关系，方位上采用64点积分时）；
l
PHIDP的随机差在2~3度（方位上采用64点积分时）
l
但是，ZDR的偏差还是存在“小时”量级的波动的，波动范围约为0.3~0.4dB。原因还需进一步分析IQ数据才能确认。
l
第9个IOP，有11个VCP的ZDR系统偏差为0.3dB；第10个IOP，前7个VCP的ZDR的系统偏差为0.2dB。这些偏差结果和其它IOP下、其它VCP的结果有0.3~0.4dB的差异。需要进一步分析IQ数据，找出突然发生变化的原因。
l
第10个IOP（台风）中，有几个体扫的ZDR的随方位的起伏较大，可能是风和雨的共同作用导致的
5.4
其它几个参数的方差
下面，绘制一下其它几个参数随VCP的变化（这里仅将IOP1的结果展示出来）。所有图片在“L:/
NJU_CPol/Analysis/IOPx/90deg/Result/Pic/”目录下。
6
结论
6.1
通过垂直90度观测，说明这部雷达的技术指标如何？
l
6月14日的数据偏差有个跳变（这是由于6月10日更换了旋转关节造成的）
l
基本上，各个时刻的ZDR和PHIDP的系统偏差都非常稳定；
l
ZDR的随机差（方差）为0.25~0.4dB（和谱宽有关系，方位上采用64点积分时）；
l
PHIDP的随机差在2~3度（方位上采用64点积分时）
l
但是，ZDR的偏差还是存在“小时”量级的波动的，波动范围约为0.3~0.4dB。原因还需进一步分析IQ数据才能确认。
l
第9个IOP，有11个VCP的ZDR系统偏差为0.3dB；第10个IOP，前7个VCP的ZDR的系统偏差为0.2dB。这些偏差结果和其它IOP下、其它VCP的结果有0.3~0.4dB的差异。需要进一步分析IQ数据，找出突然发生变化的原因。
l
第10个IOP（台风）中，有几个体扫的ZDR的随方位的起伏较大，可能是风和雨的共同作用导致的
6.2
对观测数据应该如何将偏差订正
根据基数据的观测的时间，查找第5.3
章
表1中的ZDR和PHIDP的偏差值，然后进行订正。
注意：第2个IOP
6月11日的数据，由于没有合适的垂直90度降水，因此只能按照第3个IOP
的偏差进行订正。（因为6月10日更换了旋转关节）
7
下一步工作
7.1
其它几个剩余的IOP继续分析
7.2
推广到别的双偏振雷达，也对垂直90度的数据进行同样的分析
7.3
将各参数的方差和理论值进行对比分析，看是否符合理论。
8
基于IQ数据重新计算的基数据的部分分析结果
8.1
ZDR偏差与方差的分析结果
所有图片在“L:/NJU_CPol/Analysis_DSP/IOPx/90deg/ZDR”目录下。
其中一个7月11日的基数据的图片如下：
然后，我们分析偏差的中期变化。
读取前面分析得到的mat文件，然后选取特定高度的数据（这里取2500m的高度，经过观察回波发现，在这个距离处，地物的回波比较弱）的数据，绘制成横轴是时间、数轴是数值的曲线的图，以便可以清晰的看出在整个观测试验中，ZDR、PHIDP等参数系统偏差的变化情况。
生成的图片保存在
Analysis_DSP/IOPx/90deg/Result/Pic目录下。
下面，将各个IOP观测试验下，ZDR的系统偏差、方差，随各个VCP扫描的变化曲线绘制如下（目前只分析了IOP8和IOP9的数据，而且IOP9只分析了部分数据）：
备注：
从IQ数据重新计算的结果，其ZDR的系统偏差和RVP9给出的有一点差别。这个原因是因为：基于IQ数据重新计算，其计算中的雷达常数、接收机灵敏度等值，是严格按照第2章的参数设定的。而RVP9计算中的参数，其具体的值不清楚（黑盒子）。
从IOP8和IOP9的两张图中可以看出，ZDR的偏差还是存在“小时”量级的波动的。
由于IQ计算中，雷达常数、接收机灵敏度等值是固定的。因此也就说明此时雷达的确发生了雷达常数、增益、灵敏度等硬件上的变化。（是否是由于雷达刚开机，接收机的温度没有达到稳定的状态？）
（当然，还有一种可能性：此时外部降水的ZDR的特性就是发生了变化。）
8.2
PHIDP偏差与方差的分析结果
所有图片在“L:/NJU_CPol/Analysis_DSP/IOPx/90deg/PHIDP”目录下。
其中一个7月11日的基数据的图片如下：
同样的，我们分析偏差的中期变化。
下面，将各个IOP观测试验下，PHIDP的系统偏差、方差，随各个VCP扫描的变化曲线绘制如下（目前只分析了IOP8和IOP9的数据）：
54
篇3：车辆监测用微波测速雷达方案
车辆监测用微波测速雷达方案 本文关键词：微波，监测，测速，车辆，方案
车辆监测用微波测速雷达方案 本文简介：车辆监测用微波测速雷达的可靠性设计一、可靠性设计的主要基本参照文件2二、测速雷达可靠性设计的目的和意义2三、可靠性设计的基本思路4四、系统级可靠性设计4五、电路级可靠性设计6六、结构级可靠性设计11七、综合级可靠性设计14八、可靠性预检验15一、可靠性设计的主要基本参照文件GB/T11463—198
车辆监测用微波测速雷达方案 本文内容：
车辆监测用微波测速雷达的可靠性设计
一、可靠性设计的主要基本参照文件2
二、测速雷达可靠性设计的目的和意义2
三、可靠性设计的基本思路4
四、系统级可靠性设计4
五、电路级可靠性设计6
六、结构级可靠性设计11
七、综合级可靠性设计14
八、可靠性预检验15
一、可靠性设计的主要基本参照文件
GB/T
11463—1989
电子测量仪器
可靠性试验；
GB
6587.1－86
电子测量仪器环境试验总纲
及GB
6587
系列文件；
GB
5080.1－86
设备可靠性试验
总要求
及GB
5080
系列文件。
JJG
527－2007机动车超速自动监测系统检定规程
JJG
528－2004
机动车雷达测速仪检定规程
二、测速雷达可靠性设计的目的和意义
1.
保证测速雷达产品符合国家和行业提出的相关可靠性标准；
2.
保证产品在使用民用级元器件和批量生产条件下，达到合理的合格率；
3.
保证产品在民用无维护、户外恶劣的应用环境下，具有合理的故障率；
4.
保证上述要求的低成本实现。
以上四项要求事实上是产品能否生存的基本条件。公路车辆测速雷达作为民用产品，不可能用苛刻的元器件筛选来满足产品合格率的要求，因为那样会大幅度提高产品造价；不可能要求用户具有专业的维护技能、遵从耐心的安装规则、和有清洁的安装使用环境；必须能适应长期户外的恶劣环境，包括－200C～＋700C的工作环境温度，以及雨、盐雾的侵蚀、雷电环境和电磁干扰；产品必须具有很低的故障率，稍高的故障率就会使产品被市场淘汰。低成本又是紧要的限制。为了达到这些目标，大量生产的电子产品，包括民用电子产品，其设计思想与军用或专用电子产品的设计思想就会有重大的不同。军用电子产品通常采用性能最优化设计：用当前可得到的技术资源，达到最好的设计指标。成本，包括成量生产下的成本，对军用产品而言是次要的考虑因素。因此，设计方案尽量完善，产品构成可以很复杂，可以使用各种支持技术附加到产品上。大量生产的产品包括民用产品则完全不可能这样设计。大量生产条件下，节约成本极为紧要。对应用电子产品而言，只要产品能够满足应用需求，设计应力求精简。精简设计带来的好处不仅仅是降低成本，而且更容易保证产品的可靠性。精简设计要从总体方案的制定开始。必须重新审视每一个可能的技术方案，寻求最精简可靠的方案。在精简的总体设计中必须通过仔细的分析论证，提出保证技术指标的关键技术，并将解决关键技术作为产品发展的第一步。在此基础上才能落实总体方案。然后小心地进行电路和结构设计，保证产品满足应用需求和高的可靠性。由于民用产品成本上的苛刻限制，对它的可靠性设计是一个挑战。本文件具体说明我们在测速雷达设计中对可靠性的考虑。
三、可靠性设计的基本思路
系统级设计：采用精简设计方案。在满足技术要求的前提下，尽量避免使用繁杂的电路和结构设计方案。
电路级设计：采用降额设计原则；预保护技术；电路参数中心设计技术；低敏感度设计技术；抑制干扰的接地和布线技术；抑制干扰的屏蔽技术；电路的保护性设计；接口的保护性设计；以及电磁兼容性设计。
结构级设计：采用电路－结构一体化的设计方法，在保证电气特性的同时，还要保证结构满足环境应用需求。需要考虑的技术问题包括：壳体的刚性、密封性、易安装性、和环境适应性（温度、湿度、抗风、抗盐雾、抗振动能力）；结构的力学合理性；结构与电磁兼容技术的适应性；结构力学、声学振动对雷达性能的影响考虑。
综合级设计：指热设计、抗辐射设计、抗主动干扰设计；环保型设计考虑；包装、运输设计考虑等等。本测速雷达不考虑抗辐射和抗主动干扰设计问题。
四、系统级可靠性设计
精简设计是经济型电子系统可靠性设计的基本思路。本测速雷达的总体方案完全遵从精简设计的原则。具体地说，在总体设计中考虑了
l
使用最可靠又简单、有效的设计方案；
l
对关键性的技术问题进行仔细论证和预先研究，保证达到技术要求，避免过度设计；
l
避免使用繁杂的电路设计方案；
l
避免在设计方案中使用对应用环境敏感的部件或组件。
在系统级设计方案中使用了下列设计考虑：
1.
微波发射源使用混合微波集成电路振荡器，而不用国外产品常用的GUNN振荡器。这避免了GUNN振荡器可能出现的振荡频率跳模现象。这种频率跳变现象特别敏感于起振时的环境温度和电源变化。GUNN的振荡模式跳变常常具有不规则性，并会造成雷达测量的速度数据完全不可用。使用混合微波集成电路振荡器可以消除跳模现象，保证了雷达测量数据的可靠性。
2.
从测速雷达的应用要求来看，雷达天线波束方向性图的质量是决定性能的关键。这包括波束宽度，波束形状因子（－10dB宽度与－3dB宽度的比值），旁瓣电平，以及天线的辐射效率。把这些指标做高，会大大减缓对雷达电路设计和数据处理算法的压力。直接受影响的技术参数包括：雷达的测速距离或灵敏度；雷达对车辆的定位准确性；雷达区分车辆的能力；雷达克服邻车道干扰的能力。因此在本雷达中，对雷达天线设计下了深入的功夫。天线在成量生产条件下方向性图的一致性很好，波束形状因子接近于2，旁瓣电平为－15dBi或更低。这为雷达在批量生产条件下保证性能的一致性奠定了基础。
3.
雷达接收和信号检测使用了窄带系统方案，以达到低的噪声带宽。尽可能减少微波收发系统中的微波器件，对于降低成本和提高可靠性很有意义。
4.
充分利用当前市场上可得到的电子器件的功能，达到简化设计、提高性能、和降低成本的综合目标。
5.
使用了单个高速KITOZERP信号处理方案，尽量不附加FPGA芯片。这是鉴于所选用的高速浮点KITOZERP芯片功能强大，不贵。我们的经验表明，充分发挥单个KITOZERP的作用，而不是用多片合作解决信号处理及相关问题可以减少多个器件互连可能引起的不可靠问题。此外，系统功能的实现和扩充集中到KITOZERP软件工作上，更容易满足不同用户和应用环境提出的不同要求。
五、电路级可靠性设计
1.
降额设计
采用了以下降额设计措施：
l
所有元器件采用工业级，容许工作温度范围（－400C～＋850C）；储存温度范围（－650C～＋1500C）；
l
电容元件的耐压高于工作电压2倍；
l
电源模块上电容元件的耐压高于工作电压2.5倍；
l
电阻元件额定功耗高于实际功耗3倍；
l
电源额定输出功率高于实际输出功率2.5倍；
2.
预保护技术
对微波器件采用了特别的预保护技术。这包括
l
预短路技术，保证微波器件在安装过程中不会受静电或漏电的冲击而损坏；
l
置偏和供电限制，保证微波器件不发生过流和过压问题；
l
结构性保护：微波电路有严格的加工工艺过程、对芯片粘贴和金丝绑定的加重措施、以及有专门的小型屏蔽保护结构。
3.
电路参数中心设计技术
对于大规模生产的电子产品，必须使用参数中心设计技术。当设计指标给定时，原则上说，元器件参数容许在一个参数空间中取值。而最佳或最合理的一组元件的设计值（称为中心设计值）应该这样来选取：当任何一个元件参数的实际值偏离它的设计值在一个规定的离差范围内时，电路特性能够控制在一个规定的容许范围内。可以理解，对民用电子产品特别是其中的模拟电路，使用参数中心设计技术特别重要。使用了参数中心设计技术，可以避免对元器件的参数进行苛刻的筛选，可以大幅度地提高产品的成品率。
实现参数中心设计必须使用计算机辅助设计和仿真（CAD&S）技术。用电路特性的容限图作为基本限制条件。从一个基本设计开始，对元件参数进行随机偏离试验，通过计算机仿真来寻找元件参数的（集合的）设计中心值。这个过程称为Monte
Carlo仿真。不过，当电路中元件参数很多，特别是含非线性和温度相关特性时，这种基本的随机试验法计算工作量太大。许多实施技术可以大幅度地减少计算工作量。一种有效方法是区分重要参数和非重要参数，中心设计技术只对重要参数实施。此外，在基本设计中，电路结构（拓扑）的选择非常重要。不同电路结构的特性关于元器件参数变化的敏感度常常是不同的。如果电路中含有温度敏感元件，例如希望补偿有源振荡器的频率漂移，那么必须对电路拓扑进行仔细分析，确认补偿的机制和合理性。有经验的设计人员对不同的功能电路常常有一些经验的处理方法，可以很有效地实施参数中心设计技术。
在测速雷达中，我们对雷达发射源的频率稳定性实施了参数中心设计技术。振荡源器件的频率－电压关系是非线性的，这种关系随温度变化而变化。振荡源器件特性的离差相当大，为大量生产条件下保证产品特性一致性造成困难。鉴于微波发射源频率稳定性对测速雷达至关重要，在产品设计中作了专门考虑。对频率稳定化电路实施参数中心设计的实践表明，所提到的困难能够得到克服。本产品生产中，在无苛刻元器件筛选的条件下，生产的雷达可以在规定的全温度范围内（－200C～＋700C）达到24.15GHz±15MHz的频率稳定度（国家标准是±45MHz），并保证雷达生产达到合理的高成品率。
4.
低敏感度设计技术
当电路中含放大器等有源器件时，降低电路特性对参数变化的敏感度就很重要。在本雷达系统设计中使用的方法有
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采用低阻信号通道进行传输和互连，降低电路匹配不完善可能引起的问题，降低杂散参数对电路性能的影响；
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限制每个放大器的增益和带宽，避免寄生振荡的可能性，保证产品特性的一致性；
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选用低敏感度中频滤波器设计方案，确保稳定性；
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采用宽输入电源设计。额定外电源电压是＋12V，容许的电压范围是＋7V
~
+16V。
6.
抑制干扰的接地、布线和屏蔽技术
本雷达中采用了很精细的接地、布线和屏蔽技术。大致说来，包括
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严格区分模拟地、数字地、电源地、外壳地，对这些地的互连进行了细致的分析和处理；
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对模拟和数字电路进行了隔离处理，特别是保证了弱输入模拟信号免除可能来自数字电路和电源电路的干扰；
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对微波、模拟和电源模块进行分别的屏蔽处理；
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对内部电路整体进行了防静电积累处理。
6.
电路保护性设计
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针对外电源输入可能被用户反接的问题作了保护性设计；电源模块引入了限流、限压和短路保护。
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对电源的不同负载引入了解耦设计，防止数字电路通过电源对模拟电路发生串扰；
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对电路块的输出引入了短路保护设计；
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对功耗较大的电路引入了限流和限压设计；
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对易损电路器件如微波混频器采用综合性的保护设计，如预短路；防电冲击和过压；防装调过程中的不慎触及等。
7.
接口的保护性设计
232接口的自保护能力不足，在用户不规范的使用情况下可能造成损坏。为了强化232接口抗不规范外部使用条件的能力，在本雷达中采用了以下措施：
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给232接口输出芯片附加限流保护；
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在232输出线路上附加限流和限压保护。
8.
电磁兼容性设计
与测速雷达相关的电磁兼容性要求包括：抗公路环境杂散电辐射的能力；抗电源和壳体引入电冲击的能力；抗下位微机引入杂散串扰的能力；在雷电干扰下系统保持正常工作的能力；系统承受静电放电冲击的能力；电源短时或持续中断后系统的重启能力；限制雷达系统对外产生无效辐射的水平。这些要求在电路级可靠性设计的前述各项措施中大多数已加以考虑。一部分额外的设计考虑如下：
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将雷达本体和壳体在电气上独立起来，它们之间通过高电阻互连，这可以避免壳体上感应的各种杂散干扰传导到雷达本体上，同时为雷达本体提供一个静电的释放通道，避免造成静电积累。
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对雷达电路各单元在断电后的自动重启作了仔细考虑，特别是从硬件和软件设计两个方面保证了KITOZERP处理单元的自动重启。
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雷达后板或壳体具有防止雷达数字－脉冲电路可能产生对外不良辐射的能力。
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雷达本体与外部的电气互连经过一个密封连接器进行，保证了密封连接器的导体与雷达壳体之间的绝缘强度。
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所设计的雷达天线通带约为24.15GHz±0.5GHz，有能力抑制现代交通和工业环境下产生的非故意强干扰和雷电干扰，因为这类干扰的频谱在1GHz以上时衰减很快。雷达工作带宽很窄（约18kHz），有能力避开24GHz附近的常规非频率跟踪式故意干扰。天线波束很窄，旁瓣在－15dB以下。在应用中波束通常固定地指向车道上的一个固定照射区。因此通过天线接收外界干扰受到频域和空域的双重限制。
六、结构级可靠性设计
1．电路－结构一体化设计方法
一体化设计对微波收发前端特别重要，其基本思路是：在保证微波收发系统性能的前提下，使用加工量最少和最紧凑的结构设计。常用的措施包括：
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对微带电路必须有良好的屏蔽结构；
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在保证微波电路单元和单元之间对电长度和匹配需求的前提下，尽量缩短之间的距离；
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对微带电路强加空间的结构限制，保证正常传输的前提下，提高各个电路端口之间的隔离度，以及避免出现寄生传输和振荡模式；
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尽可能将各个微波功能单元进行一体化、平面化设计，尽量避免或减少微波功能单元之间额外的互连需求和同轴－波导－微带转换设计；
按照以上原则我们将微波收发前端设计成以下形式：使用一个天线底板，一面贴天线，背面贴微波收发电路，它们之间使用一个同轴结构直接互连。微波收发电路设计得很紧凑，该电路使用一个屏蔽盖扣盖起来。雷达的其他电路可以安排在收发电路周围，也可重叠安装。
2.
结构可靠性的常规设计
包括：壳体的刚性、密封性、易安装性、和环境适应性（温度、湿度、抗风、抗盐雾、抗振动能力）；结构的力学合理性。几个主要措施包括
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使用了力学强度高、电气性能好的工程塑料制作雷达的前罩；
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使用了硬质铝合金雷达后盖或钢质壳体；
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对后盖或壳体的电气和机械外连采用密封型设计；
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前罩与壳体或后盖之间使用了密封槽和密封圈的连接设计；
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在壳体或后盖上设计了紧凑、灵活、并方便的对外安装结构；
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对需要紧固的互连结构，使用了消应力设计，避免结构发生疲劳变形。
3.
抗声学振动设计
抗声学振动对测速雷达有特殊意义。测速雷达基于多普勒原理工作。当雷达发射频率为24.15GHz时，公路车辆的高速移动造成的多普勒频率限定在0～18kHz范围内。当雷达被安装到公路旁、公路上方、或警车上时，外界强烈的声学振动和机械振动会引起雷达壳体的振动，并进一步引起雷达天线结构和防护罩的振动，造成发射和接收微波信号的寄生调制。声学和机械振动频率大致在0～5kHz范围内，落在有效多普勒频率范围内。如果不加以抑制，寄生调制造成的假信号会造成错误的数据输出。在本雷达使用了抑制声学振动的设计。主要措施是：保证微波电路密封结构的刚性，使密封结构的机械谐振频率远离雷达使用环境下可能出现的强声学振动频率；在雷达本体和壳体之间使用高阻尼机械互连设计，一方面加大了壳体对外产生机械谐振的阻尼，同时大大抑制了雷达本体的机械谐振。
4.
结构与电磁兼容技术的适应性
由于使用了一体化设计考虑，本雷达结构与电磁兼容性设计达到了良好适应。
七、综合级可靠性设计
1.
热设计
本雷达无大功耗元器件，热设计考虑得到大大简化。主要考虑包括
微波发射源有一定散热需求。对此按照器件使用说明书推荐的方法进行了良好的贴地处理。同时，发射源、盖板与天线板有良好的热接触，提供了很大的散热结构，远高于器件的散热需求。
由于采用了降额设计，所有器件的散热都有充分的安全余量，同时所有器件都能承受规定的环境稳定变化。
2.
环保型设计考虑
本雷达所用元器件原则上采用无铅焊器件，电路板采用无铅焊接，遵从国际相关的环保标准。
3.
包装、运输设计考虑
为雷达产品设计了专门的包装盒，使用了内部厚纸板框架和厚泡沫减震材料，保证雷达产品能够承受运输过程。
八、可靠性预检验
雷达产品必须通过严格的可靠性检验才能进入市场。常规的可靠性检验设备规模庞大，造价高昂。中小型电子制造业，包括大多数民营企业，不可能在发展初期有能力构建符合国家资质要求的可靠性检验系统。合理的做法是，本企业构建一套初级的予检验系统，目的是把握本企业产品可靠性的基本情况。产品必须先完全通过本企业的预检验，再到有可靠性检验资质的部门进行认证检验。
本企业的可靠性预检验包括如下项目：
1.
高温工作检验
将成品雷达置于烘箱中启动工作，通过烘箱的玻璃窗在外部用微波接收天线和频谱分析仪测量雷达的发射频率和功率。让烘箱的温度上升到＋700C并保持温度。在此条件下，雷达持续工作2小时，测量雷达的发射频率和功率的变化应满足限定指标。
2.
低温工作检验
将成品雷达置于冷冻箱中启动工作，通过冷冻箱的玻璃窗在外部用微波接收天线和频谱分析仪测量雷达的发射频率和功率。让冷冻箱的温度下降到－200C并保持温度。在此条件下，雷达持续工作2小时，测量雷达的发射频率和功率的变化应满足限定指标。
3.
雨水侵蚀检验
用自来水代替雨水，喷洒雷达30分钟后，加电工作应正常。然后开盖检查，雷达内部应无水浸入的现象。
4.
跌落试验
将试验样品雷达（每组3只）置于1.5米高度上自由落体跌落在硬质石面地板上。跌落后，雷达壳体可出现小的撞击伤痕，但应无破裂，并加电工作正常。
5.
静电放电试验
用静电放电发生器对雷达进行静电冲击。放电电压置于5000伏或更高，储能电容150pF，放电电阻330Ω。对雷达壳体包括外接头附近进行静电放电冲击。在重复多次静电冲击后，雷达加电测试应工作正常。
6.
持续加电工作试验
将雷达成批量地置于加电测试工作台上，加电进入工作，持续时间72小时。完成后，检查雷达是否仍然处于正常工作状态。
7.
现场测试
将雷达置于公路旁、过街天桥上等现场条件下，对车辆进行现场应用测试，包括数据采集。在典型应用环境下，针对几种典型目标所采集的数据应表明雷达的工作是否正常和是否达到技术要求。
8.
对雷达平均无故障工作时间（MTBF）的估计
通过持续加电工作实验的积累实验数据可以容易地估计在室内环境下雷达工作的平均无故障工作时间。这个数据常常只有参考意义。更可信的平均无故障工作时间估计可以通过试用产品的用户来获得。一个实例如下：太原市交通管理系统中，从2008年9月下旬起使用本企业定型的测速雷达61只，至今已历时8个多月，经历了户外酷暑、寒冬、雨雾等环境过程，出现故障报告共4次（二例接口故障，二例接收灵敏度下降）。
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娇龙