本文關(guān)鍵詞：太赫茲頻段云粒子散射建模及雷達系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大氣中水和能量的循環(huán)是影響氣候變化的重要因素。云是這兩種循環(huán)的紐帶，而降水是實現(xiàn)這兩種大氣循環(huán)重要過程。在大氣云探測過程中，太赫茲波相對于微波、毫米波，具有超寬的信號帶寬，同等條件下天線波束更窄，，探測精度更高。這就使得太赫茲技術(shù)在氣象探測領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用潛力。然而國內(nèi)在太赫茲氣象雷達這個領(lǐng)域的研究相對甚少。本文緊密結(jié)合太赫茲測云成像應(yīng)用背景，主要進行云粒子散射特性研究以及太赫茲測云雷達系統(tǒng)分析與設(shè)計。 首先，闡明了論文研究的背景，介紹了國內(nèi)外測云雷達的研究現(xiàn)狀及面臨的主要問題。 其次，利用離散偶極子近似法和時域有限差分法對云粒子的散射特性展開研究，為輻射傳輸以及云參數(shù)反演提供可靠的理論依據(jù)。 再次，從雷達氣象方程出發(fā)，介紹了氣象雷達中的反射率因子Z的概念。對比分析國外已有的太赫茲氣象雷達參數(shù)，論證了本雷達系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。 然后，根據(jù)測云雷達的參數(shù)提出雷達系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，并對系統(tǒng)各模塊進行了詳細的鏈路設(shè)計與仿真。 最后，為了方便系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試，基于分支線波導(dǎo)理論設(shè)計了220GHz的3dB波導(dǎo)定向耦合器并完成測試，性能良好。
【關(guān)鍵詞】：云粒子散射特性 反射率因子 測云雷達 鏈路設(shè)計 定向耦合器
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P412.25;TN959.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及面臨的主要問題11-14
• 1.2.1 國內(nèi)外研究狀況11-13
• 1.2.2 太赫茲測云面臨的主要問題13-14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排14-15
• 第2章 冰云粒子散射特性研究15-47
• 2.1 散射的基本知識15-19
• 2.1.1 散射現(xiàn)象及散射特性15-16
• 2.1.2 單個粒子的瑞利散射16-18
• 2.1.3 單個粒子的米散射18-19
• 2.2 研究粒子散射特性的主要方法19-31
• 2.2.1 離散偶極子近似法20-26
• 2.2.2 時域有限差分法26-31
• 2.3 云粒子散射特性仿真31-46
• 2.3.1 冰晶粒子幾何描述31-33
• 2.3.2 基于 DDA 的云粒子仿真33-43
• 2.3.3 基于 FDTD 的云粒子仿真43-46
• 2.4 小結(jié)46-47
• 第3章 太赫茲測云雷達系統(tǒng)參數(shù)選取47-63
• 3.1 雷達氣象方程47-52
• 3.1.1 雷達反射率與反射率因子47-49
• 3.1.2 云及降水的雷達氣象方程49-52
• 3.2 雷達方程的討論52-59
• 3.2.1 雷達氣象方程的準(zhǔn)確性53-55
• 3.2.2 雷達各參數(shù)及其在雷達探測中的作用55-58
• 3.2.3 氣象反射率因子和距離因子的影響58-59
• 3.3 太赫茲測云雷達參數(shù)選取59-62
• 3.4 小結(jié)62-63
• 第4章 雷達系統(tǒng)設(shè)計及射頻鏈路仿真63-79
• 4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計63-64
• 4.2 射頻模塊仿真設(shè)計64-74
• 4.2.1 本振模塊64-68
• 4.2.2 跳頻模塊68-72
• 4.2.3 太赫茲接收通道72-74
• 4.3 中頻接收模塊仿真設(shè)計74-78
• 4.3.1 中頻接收模塊指標(biāo)分析74-75
• 4.3.2 中頻接收模塊鏈路分析75-78
• 4.4 小結(jié)78-79
• 第5章 220GHz 波導(dǎo)定向耦合器設(shè)計79-91
• 5.1 耦合器基本理論79-84
• 5.1.1 無耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)的分析79-82
• 5.1.2 定向耦合器主要技術(shù)指標(biāo)82-84
• 5.2 分支波導(dǎo)耦合器的工程設(shè)計84-88
• 5.3 耦合器的加工與測試88-90
• 5.4 小結(jié)90-91
• 總結(jié)與展望91-93
• 參考文獻93-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單98-99
• 致謝99

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 石星;;毫米波雷達的應(yīng)用和發(fā)展[J];電訊技術(shù);2006年01期

2 仲凌志;劉黎平;葛潤生;;毫米波測云雷達的特點及其研究現(xiàn)狀與展望[J];地球科學(xué)進展;2009年04期

3 類成新;吳振森;張化福;劉漢法;;激光在隨機分布煙塵團簇粒子中的衰減特性[J];光子學(xué)報;2010年06期

4 劉黎平;仲凌志;江源;伍靜;殷俊一;夏冬;陳玲;;毫米波測云雷達系統(tǒng)及其外場試驗結(jié)果初步分析[J];氣象科技;2009年05期

5 魏重,林海,忻妙新;毫米波氣象雷達的測云能力[J];氣象學(xué)報;1985年03期

  本文關(guān)鍵詞：太赫茲頻段云粒子散射建模及雷達系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366207