针对真实机载气象雷达系统在教学实训中存在雷达波辐射安全隐患、可探测气象目标有限以及纯数字仿真雷达操作使用效果不佳,难以很好满足现实教学实训等问题,本文采用半实物仿真技术设计了机载气象雷达仿真系统,雷达探测利用仿真实现,雷达操控利用实物实现,有效降低仿真系统成本和开发周期,有利于提高教学实训效果,拓展机务维修训练手段。本文首先介绍了雷达半实物仿真技术和雷达气象图像仿真算法的研究现状及其在工程应用中的不足;其次分析了真实机载气象雷达结构和原理,并结合机载气象雷达教学实训需求,提出了仿真系统的总体设计方案,包括系统硬件设计和系统软件设计。在系统硬件方面,以WCP-701型气象雷达控制盒和WMA-701型雷达天线组件作为硬件实物,采用计算机作为控制核心,结合相应的外围功能电路,完成了系统硬件设计。针对计算机与硬件实物的关联交互,重点设计了雷达控制盒的ARINC429总线通信电路和基于PCI运动控制卡的雷达天线运动控制电路。在系统软件方面,采用WPF(Windows Presentation Foundation)技术进行仿真控制软件设计,软件界面采用XAML语言设计,用C#语言完成软件功能模块的程序设计。主要研究了ARINC708气象数据的解析算法,设计了基于解析数据的成像方法,实现了实训环境下气象信息生成及多种气象目标仿真显示;分析总结雷达组件的附件维修手册中测试流程,设计了雷达组件维修测试程序,并完成了对雷达天线的运动性能测试和雷达控制盒的功能测试。最后,本文设计并搭建了机载气象雷达半实物仿真系统,验证结果表明,仿真系统实现了机载气象雷达的显示功能和控制功能。该仿真系统已应用于实际教学工作,取得了良好的效果。