以光激射器探测大气湍流

马丁-沃兰多(Martin Orlando )的科学家已经提出用光激射器探测飞机气象雷达所不能探出的晴空大气湍流。他们推测, 大气的不连续或中断构成晴空的大气瑞流, 可能会反射足够的光激射器能量。     

基于正交多项式拟合的风廓线雷达风谱识别

风廓线雷达是一种以大气湍流为主要探测对象的晴空测风雷达,由于大气湍流对电磁波的散射非常微弱,湍流回波常常被淹没,特别是在降水条件下更是如此。为了能准确识别湍流回波提高谱矩估计精度,文中提出了基于正交多项式拟合的风谱识别方法。结果表明,该方法在降水天气下能很好地保留湍流回波信息,在风廓线雷达谱数据处理中取得了良好的效果,具有很大的实用价值。     

××24全相参脉冲多普勒天气雷达

该雷达用于探测450km范围内各种降水云分布和125km范围内降水云中气流的速度和谱宽,用于准确测量雷暴、冰雹、下击气流和晴空湍流,可广泛用于城市、机场和大气科学研究等部门。     

海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

基于海洋大气近地层相似理论,给出了大气折射指数和微波波段湍流强度垂直廓线模型;基于一维Kolmogorov湍流谱,数值模拟随机瞬变大气折射指数,并将其叠加在大气折射率垂直廓线上,建立了海洋大气近地层考虑湍流影响的大气修正折射率垂直廓线模型.利用海面水文气象观测数据和美国海军高级传播模型,数值模拟了蒸发波导和湍流对雷达波传播和雷达探测性能的影响,发现:海洋大气近地层湍流在一定程度上增大了蒸发波导内雷达波传播损耗,减弱了雷达对海面目标的超视距探测能力;而在蒸发波导高度以上部分空域,湍流效应在一定程度上减弱了雷达波传播损耗;因此,在定量评估舰载雷达探测性能时有必要考虑蒸发波导和湍流的综合影响.     

915M微波测风雷达原理及实验对比

本文讨论了一种用于探测晴空大气边界层的微波风廓线雷达。这种雷达可以测量100～3000m风的垂直廓线,另外附加一套无线电声学探测装置,还可以测量100～1000m的温度廓线,首先介绍了雷达的测量原理和性能指标,在此基础上讨论了影响测量的几个因素,最后给出了若干对比实验的结果。     

武汉部分反射中频雷达天线设计

部分反射中频雷达用于探测60～100 km高度的大气风场和电子密度,是MLT(mesosphere-lower thermosphere)区域风场和电子密度常规观测的最主要手段,是中层大气风场参考模式的最重要的资料来源.目前,我国还缺乏独立生产建造此类探测雷达的能力.依据我国首部自行研制的武汉部分反射MF雷达的技术功能和指标要求,对其天线进行设计.天线的设计考虑了测风算法、电子密度算法、回波机制等多种因素,以及天线架设高度对天线参数的影响,并据此对两种SA天线阵方案进行仿真对比分析.     

光纤脉冲相干激光测风雷达光学天线特性分析

为了提高光纤脉冲相干激光测风雷达性能,采用数学建模的方法来分析光学天线特性。利用后向传播本振原理,讨论光学天线口径对系统载噪比的影响,以及光瞳截断比对天线效率的影响; 提出光学接收耦合效率的定义,研究不同大气折射率结构常数条件对耦合效率和测程的影响;通过搭建实验平台,测量不同距离门内的载噪比和频谱强度等参数,验证了仿真结果。结果表明,当远场探测距离在7km~10km范围内变化时,天线最优口径为100mm,光瞳截断比最优值为0.8;相较弱湍流情况,强湍流会使同一系统测程下降近30%。此研究为光学天线的优化设计提供了理论依据。     

大气波导对雷达异常探测影响的评估与试验分析

针对海洋大气波导环境对雷达性能影响的定量评估问题,本文建立的方法将对流层大气中电波传播的抛物型数值方程模式与雷达接收机理论结合起来,通过对雷达电磁波在实际波导环境下的传播损失分布规律进行阈化处理来分析雷达的最大探测距离特征.雷达探测评估的仿真数据显示,该方法能够较方便地评估雷达在大气波导环境下所具有的超视距探测等异常特征,该方法应用于某海域的试验分析中,评估的结果与实际雷达探测效果较为一致,验证了方法的实用性及大气波导环境下雷达的异常探测能力.     

气象雷达在民航安全中的应用研究

 本文研究了气象雷达在民航安全中的应用概况,主要包括风切变、湍流和鸟击危害探测.分析了微波和激光雷达两种风切变探测技术,探讨了对大气湍流和飞机尾流的探测方法,介绍了以美国鸟击危害咨询系统(AHAS)为代表的气象雷达探鸟系统,结合我国民航运输发展现状、物联网建设和新一代气象雷达网组建,展望了气象雷达在民航安全应用中的发展趋势.     

大气闪烁对相干态量子干涉雷达探测性能的影响

以马赫-曾德尔干涉仪为模型,分析了基于相干态光源的量子干涉雷达的探测原理,系统研究了由大气闪烁引起的光强起伏和大气损耗对量子干涉雷达性能的影响。将湍流大气视作耗散-涨落通道,结合经典湍流统计推导得到了湍流大气的透过率系数概率分布(PDTC)函数P(T)。利用P(T)分析了量子干涉雷达的灵敏度、分辨率,深入讨论了大气平均透过率T-A、闪烁指数β2D对其探测性能的影响。结果显示:高损耗环境中大气闪烁引起的透过率起伏能显著提高相干态量子干涉雷达的灵敏度。     

风廓线雷达数据获取率的统计分析

数据获取率是反映风廓线雷达探测性能的一个很重要的指标。经统计分析表明,夏季的数据获取率明显高于冬季;边界层风廓线雷达在2.5 km高度以上、对流层风廓线雷达在12 km高度以上,数据获取率随高度升高开始明显下降。如果以全年数据获取率不小于80%为衡量标准,在研制或采购时,确定边界层风廓线雷达的探测威力为2 km,而对流层风廓线雷达的探测威力为12 km,总体来讲比较合理和符合实际。     

风廓线雷达探测模式分析与设计

通过对风廓线雷达回波信号原理和回波特点的介绍,分析了雷达信号与数据处理流程,根据雷达工作参数的取值对探测性能的影响,提出了风廓线雷达工作参数选择的顺序和原则:(1)根据高度分辨率和高度探测范围的要求确定脉冲宽度和脉冲重复周期;(2)根据对最大不模糊多普勒速度大小的分析,结合已选定的脉冲重复周期,确定相干平均次数;(3)根据测速精度的分析要求,结合已确定的最大不模糊多普勒速度值,确定谱分析时的快速傅里叶变换点数;(4)根据时间分辨率的要求,确定谱平均数。最后,设计了对流层风廓线雷达探测模式一览表,并介绍了实际应用效果。     

风廓线仪站址电磁环境的分析与测量

风廓线仪作为21世纪的高空探测系统之一,在我国已逐渐投入科学试验和业务试用,但风廓线仪对站址周围电磁环境的要求较高.文中介绍了风廓线仪站址周围电磁环境的类型及产生的机理,给出了各种电磁环境下电磁干扰场强的计算公式,并介绍了站址电磁环境的测量方法,可供风廓线仪及天气雷达站址选择时参考.     

利用GPS定位信息遥感大气风场的研究

介绍了GPS测风系统的构成、GPS接收机的性能指标和从GPS定位信息反演大气风场的方法,GPS接收机的性能指标与反演的风场数据的精度和可靠性关系密切.为了验证GPS测风技术的可靠性,进行了和风廓线仪、Vaisala探空的对比实验,结果表明:GPS探空和风廓线仪及Vaisala气球测风的结果相关性都很好,风速、风向廓线较为接近,但GPS测得的风速平均值比风廓线仪和Vaisala的测量结果均偏大.进一步分析了GPS测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正十分必要.     

国产风廓线雷达对比试验初步分析

根据2005年7月～10月风廓线雷达比对试验的资料,阐述了近几年我国主要风廓线雷达生产厂家研制的对流层风廓线雷达和边界层风廓线雷达的基本技术指标及其软硬件技术特点,计算并分析了这些风廓线雷达在试验期间观测所获得数据的数据获取率,以及与L波段雷达测风对比的结果,得到了目前国内自主研制的风廓线雷达的基本测量性能,为我国风廓线雷达网的建设提供选型依据.试验结果表明,我国风廓线雷达和相关器件的生产技术已较为成熟,基本达到业务应用需求.     

基于模糊逻辑的风廓线雷达目标检测技术

作为风廓线雷达探测目标的大气湍流信号,极易受地杂波、海杂波、降水、无线电信号、飞机、鸟、昆虫等一系列外界环境和信号的干扰,从而形成一种具有多峰特征的功率谱数据。为了有效抑制和去除杂波,提高风廓线雷达输出的数据质量,必须从功率谱数据中将大气湍流目标检测出来。通过分析大气湍流在风廓线雷达回波功率谱中体现出的特征,将其作为风廓线雷达目标检测的准则。文中提出了一种基于模糊逻辑的风廓线雷达目标检测方法,并进行了实际数据的处理和分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

风廓线雷达测量精度分析

风廓线雷达是用于大气风场探测的无线电遥感系统,实践表明它是一种很有发展前途的测风设备。本文介绍了我所边界层风廓线雷达的组成和工作过程,分析了边界层风廓线雷达的测量精度。     

固定式边界层风廓线雷达TR组件相关故障分析

固定式边界层风廓线雷达是一部上视、晴空探测脉冲多普勒雷达,能实时探测大气三维风场,能不间断地提供被探测高度范围内的大气水平风场、垂直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布。对固定式边界层风廓线雷达的组成、原理进行了简单的阐述,并着重介绍了关于固定式边界层风廓线雷达TR组件相关故障的发现和排除方法。     

利用风廓线雷达测量数据反演大气湿度廓线

测量大气湿度廓线对短时天气预报和长期气候分析有重要意义,概述目前探测大气湿度廓线的几种方法,指出这些方法存在的一些问题,突出风廓线雷达测量大气湿度廓线的优越性。论述风廓线雷达反演湿度廓线的理论,利用合肥2009年9月29日三个时间段的风廓线雷达数据和探空数据,通过计算雷达测得的大气湍流耗散率和探空得到的温度廓线,分析计算得到三个时刻的湿度廓线,能够得到比较可信的结果,显示利用风廓线雷达反演湿度廓线是可行的。     

提升小波去地杂波方法

风廓线雷达去地杂波一直是一个较难解决的问题,基于提升小波理论的滤除风廓线雷达地杂波信号具有很多优势,例如抑制杂波效果好、运算量小、易于工程实现等。介绍了提升小波理论,然后分析风廓线雷达信号特征,提出提升小波去地杂波方法,最后给出仿真结果和结论。这种方法将被应用于某型在研边界层风廓线雷达实时信号处理中。