多普勒天气雷达的功能构成_多普勒天气雷达系统环评

1.飑线是什么现象？

2.多普勒天气雷达的主要设备

飑线是什么现象？

飑线作为一种中尺度对流性风暴带常造成激烈的天气现象，严重威胁着人们的生命财产安全。自多普勒天气雷达问世以来，对于如何从多普勒雷达资料中提取风暴信息、准确识别出风暴的问题，人们已经提出了许多方法，取得了丰硕的成果。但是对于飑线这个天气系统，并没有跟雷达观测结合起来。本文试图通过分析飑线发生过程中的多普勒雷达回波信号特征，从中总结出对飑线天气预报预警及识别有用的信息因子，期望对短时天气预报及机器对其自动识别的研究有所帮助。 本文首先介绍了新一代雷达系统及其主要的产品，多普勒雷达风暴识别的基本算法，然后介绍了飑线的结构和演变、影响风暴结构和种类的环境因子、飑线的种类以及飑线强中心的雷达反射率因子特征，总结飑线天气过程的物理特征。最后参考WSR-88D以及多普勒雷达二次产品处理系统的监测技术，详细分析了一次飑线过境时的多普勒雷达特征、流场的物理特征以及飑线内部的风暴特征。本文重点是根据长沙CINRAD／SA多普勒天气雷达在2006年4月11日获取的雷达资料，基于新一代多普勒天气雷达的部分基本产品和二次产品分析，来探讨客观分析、识别飑线天气过程物理特征的方法。以期能对其结构获得较清晰的认识，便于利用新一代天气雷...

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多普勒天气雷达的主要设备

在触发脉冲的触发作用下，调制解调器产生调制脉冲。调制脉冲具有两个特性：

（1）具有固定的脉冲宽度（也称为脉冲持续时间），以微秒为单位，也可以以脉冲的空间距离h表示，脉冲宽度直接影响探测距离和距离分辨能力即雷达盲区大小。探测近目标采用窄的脉冲宽度，在探测远目标时，为了增大回波信号的强度采用宽的脉冲宽度。天气雷达的脉冲宽度一般取0.1--4微秒，随各种雷达探测目的不同而异。

（2）调制脉冲提供一个合适的视频波形具有足够的幅度，以便使下一级电路发射机正常工作 在调制脉冲的作用下，发射机产生短促又强大的特高频振荡，经天线向空间发射出去，即探测脉冲。发射机的主要技术参数有波长（或振荡频率F）和脉冲发射功率。

（1）波长：天气雷达通常使用的波长是厘米波，划分为K、X、C和S四个波段，K波段的雷达是用来探测非降水的云，X、C和S波段用于探测降水。

（2）脉冲发射功率：是指天线实际发射的峰值功率，如果忽略了波导管和天线的损耗，则脉冲发射功率将近似地等于发射机输出峰值功率。 (1)波束的宽度：天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指的方向上，波束主轴附近能流密度大，波束的边缘能流密度小，能流密度的相对分布曲线，称为天线方向图，曲线上各点与坐标原点的连线长度，代表该方向相对能流密度大小。能流密度最大方向上的波瓣称为主波瓣，侧面和相反方向能流密度均小得多，分别称为旁瓣和尾瓣。在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角，称为波束宽度。波束宽度越小，定向角度的分辨率越高，探测精度越高。天气雷达的波束宽度通常不超过2度，多普勒雷达的波束宽度一般不超过1度。波束宽度的大小取决于抛物面反射体的直径和雷达工作波长。

（2）天线增益：在相同辐射功率条件下，在波束方向上定向天线的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比，称为天线增益，以G表示，天线增益与天线波束宽度具有一定的关系。天线增益以分贝（dB）表示：分贝（dB）=10log（定向天线的能流密度）/（各向均匀辐散天线的能流密度）。 接收机：接收来自目标物的回波信号，经过放大后送往显示器进行显示。回波信号常常非常微弱，接收机必须具有接收微弱信号的能力，这种能力称为灵敏度。灵敏度用最小可辨功率表示。它是回波信号刚刚能从噪声信号中分辨出来时的回波功率。

显示器：

（1）平面位置显示器（简称平显或PPI）是天气雷达中最常用的一种显示器。在这种显示器上，电子束一方面以脉冲重复频率自屏幕的中心向外作等速的径向扫描；另一方面通过天线传动装置，使径向扫描为同步地随天线绕垂直轴旋转，当有回波信号进入时，在相应的距离和方位上扫描线增亮，从而显示出回波，其亮度取决于回波信号的强度，近代采用了视频积分处理器，将回波信号按不同的强度用不同的灰度或彩色显示出来。当雷达天线扫描一周时，屏幕上显示出测站周围目标的分布和回波强度。

（2）距离高度显示器（简称高显或RHI）也是天气雷达中最常用的一种显示器，用来显示垂直剖面，纵坐标是高度，横坐标为水平距离，高度坐标放大，所显示的回波在垂直方向被拉长了。