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。     

风廓线雷达天线系统结构设计

介绍了对流层风廓线雷达天线系统的结构设计,着重介绍了Co－Co线源、天线骨架的商品化、模块化结构设计及应用。     

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。     

沿正交对角线扫描的风廓线雷达相控阵天线

阐述了具有正交对角线扫描的边界层风廓线雷达相控阵天线技术,介绍了天线工程样机所具有的二维子阵模块技术、对角线扫描技术及特殊的馈电技术,给出了天线工程样机的电性能测试结果。     

风廓线雷达谱宽计算方法的模拟试验研究

雷达回波信号谱矩的计算,通常都是采用"客观噪声电平切割法"作噪声电平切割,再对整个谱进行积分的方法.但是在风廓线雷达研制时发现,当回波信号比较强时,这种方法计算结果较好,而信号弱时,确定的噪声电平偏高,使计算出的信噪比偏低,谱宽偏差较大,而风廓线雷达实际测量时,大部分情况下信号都很微弱,影响了该方法的适用性.为此,提出了用"分段平均法"确定噪声电平,然后只对信号谱峰包络部分进行积分计算的方法,数值模拟试验结果表明:在高信噪比时,两者的计算误差相当.而当信噪比小于5 dB以下时,采用"分段平均法"和局部谱峰包络积分的计算结果明显要好一些.     

风廓线雷达天线性能的限制条件分析

风廓线雷达主要用于测量晴空大气湍流的速度、强度等参量,能够实时提供大气的三维风场信息.文中从大气湍流特性出发,分析了晴空大气探测对雷达天线性能的要求;在满足Fresnel长度要求下分析了对雷达天线波束宽度的限制条件,以及雷达天线副瓣对探测结果的影响.实际探测结果表明,理论分析与实际测量结果是一致的.     

风廓线雷达中自适应抗干扰技术

风廓线雷达可为民航气象局、部队作战部署等军民活动提供高时空分辨率的大气风场信息,一般采用五波束进行探测,在探测过程中会受到来自自身和外界等多方面的信号干扰。为了研究抗干扰技术,介绍风廓线雷达的基本原理,对干扰的来源和措施进行分类讨论。分别从信号设计、频谱处理和波束控制3个典型角度进行抗干扰算法研究,并着重对本文提出的动态自适应波束选取(ADBS)算法进行介绍。仿真结果表明,本文算法对风廓线雷达抗干扰有效。     

多普勒天气雷达与风廓线雷达测风比较

多普勒天气雷达可以在线性风场的假设条件下,从其所获取的径向速度数据中通过傅氏变换求解得到不同高度上的环境水平风矢量及散度;风廓线雷达以空中湍流为目标,在风场一致性及各向同性的假设条件下,通过测量目标运动的径向速度来反演所在地上空的三维风场。新一代多普勒天气雷达可以测量测站周围30km内不同高度层上的平均风场,测量范围大;风廓线雷达可比较准确地测量测站上空的三维风场,且垂直分辨率较高。两者的测量机理不同,探测的空中目标也存在一定的差异。其测量结果可以互相补充,前提是两者的测量具有很好的一致性和可比较性。这对正确理解和合理利用这两种雷达数据都有一定的帮助。     

风廓线雷达信号处理机设计与实现

建立一种雷达信号处理机双DSP＋FPGA系统架构，对风廓线雷达信号处理机的功能和软硬件设计作了详细讨论。通过对系统的研制实践表明：基于一体化设计思想，采用模块化的硬件系统设计和功能化的应用软件设计是快速开发现代信息处理设备的有效方法。     

风廓线雷达探测系统中的谱数据处理

针对风廓线雷达探测目标(湍流目标)的回波信号比较微弱的特性，对风廓线雷达谱数据的处理进行了深入的讨论，并给出了边界层风廓线雷达系统对谱数据处理时所采用的算法。     

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.     

基于滤波器组的风廓线雷达信号处理技术

综述了风廓线雷达信号处理算法的新发展。目前,在实际的风廓线雷达中仍广泛使用经典的信号处理方法,一些新算法、新方案由于各种原因不能实用,还不能取代经典的处理算法。鉴于这些原因,并考虑到现在硬件水平迅速提高的实际,提出一个可行的改进方案。该方案取消了风廓线雷达经典信号处理中的时域积累,并用窄带滤波器组取代加窗FFT,由于滤波器组设计灵活,硬件实现方便,故可迅速地应用到现行风廓线雷达中。仿真实验表明,采用窄带滤波器组可以在单脉冲信噪比-38dB的条件下正确检测风廓线回波,检测性能比经典处理方法提高了3dB。     

一种风廓线雷达谱矩估计方法研究

在风廓线雷达谱数据处理中,雷达低层距离库探测的谱数据通常出现地杂波与大气回波谱交叠的情况,为了有效抑制杂波干扰,并提高雷达探测范围和精度,需要对大气回波谱的谱矩进行有效估计.文中通过对多普勒回波功率谱分析,提出了一种基于高斯拟合估计雷达回波谱谱矩的方法,与常规方法比较,在低层距离库谱矩估计得到有效改进.     

风廓线雷达地物杂波抑制研究

风廓线雷达是探测大气风场和湍流的有效工具,其回波易受地物杂波干扰,使得雷达回波谱变得复杂,为了提高雷达探测精度,地物杂波抑制是风廓线雷达信号或谱处理重要的一部分.介绍了一般地物杂波抑制方法并分析其不足,研究了频域中地物杂波和雷达大气回波谱特征,结合大气回波谱倾斜度分析,提出了基于未受污染大气回波谱高斯最小二乘拟合地物杂波抑制方法,研究表明,该方法在地物杂波抑制处理上是可行的.     

基于有源相控阵的风廓线雷达设计

连续完成对流层风场观测十分重要，可用于气象预报、环境灾害、风切变等研究。作者介绍了新一代P波段（445MHz）对流层风廓线雷达，描述了该风廓线雷达的详细结构和数据处理方法。该系统采用了低损耗的有源相控阵列天线和全固态高功率放大器。试验结果表明，采用该体制设计的风廓线雷达具有较多特点，适合风廓线雷达制造。     

风廓线雷达探测降水反演雨滴谱中的反卷积算法

大气垂直运动的不均匀性展宽了降水返回信号谱,影响了雷达探测反演的雨滴谱分布。为了消除大气运动不均匀性对雨滴谱反演精度的影响,需要对雷达接收到的降水谱进行反卷积处理。研究文章提出一种改进的迭代反卷积方法,方法通过对雷达接收信号设置阈值约束条件,迭代中采用逐次逼近的方法,减小了雷达噪声扰动对反卷积的干扰。     

一种风廓线雷达相控阵天线的馈电网络设计

介绍一种风廓线雷达相控阵天线馈电网络的实现方法.该馈电网络巧妙运用传输线开关组合替代传统的移相器,实现天线阵电扫描所要求的口面相位分布.具有网络损耗低、实现方便、造价便宜等优点.     

风廓线气象雷达双极化相控阵天线系统

文中介绍了一种运用于风廓线气象雷达的双极化相控阵天线系统,通过双极化天线单元的分离式设计以及馈电网络分层架构,使得天馈系统结构紧凑,连接形式简洁;然后对分离式双极化天线单元进行了仿真,分析其扫描驻波并最终确定了2种极化辐射单元的位置关系和具体尺寸。最后给出了天线阵列实测的典型技术参数和方向图。     

风廓线雷达有源相控阵天线研究

风廓线雷达有源相控阵天线可以显著避免来自地杂波的干扰,非常适用于气象领域。文章从系统整体设计、天线辐射模块方案、收发单元的设计、功放单元的设计、天线阵的设计等方面详细阐述了此种天线的研发过程。