發(fā)布時間：2020-05-06 06:35

【摘要】：近年來我國的毫米波測云雷達技術發(fā)展迅猛,毫米波雷達以其在非降水云方面的探測優(yōu)勢受到眾多學者的青睞。目前國內的Ka波段云雷達技術已較為成熟,并正在大力發(fā)展W波段云雷達。與Ka波段云雷達相比,W波段云雷達的波長更短,后向散射能力更強,能探測更小粒子。本論文是在中國科學院大氣物理研究所主持的國家自然科學基金委重大科研儀器設備研制專項多波段多大氣成分主被動綜合探測系統(tǒng)中相關研究工作的一個內容。具體利用APSOS系統(tǒng)中由安徽四創(chuàng)公司研制成功的國內首臺地基W波段測云雷達,探討了該臺雷達的探測能力,并對安徽淮南和西藏羊八井所探測到的云進行了云參數(shù)研究。本文主要研究內容和結果如下:(1)介紹了該臺雷達的系統(tǒng)參數(shù)、技術指標、定標情況。通過安徽淮南和西藏羊八井的聯(lián)調觀測試驗表明該臺雷達運行狀況良好,能滿足對云目標的連續(xù)觀測。(2)W波段測云雷達技術在國內還尚未成熟,其測云能力值得重點關注。本文探討了該臺雷達的探測能力,其中包括雷達電磁波的散射和衰減以及雷達的最小可測回波強度,并對兩次個例的回波進行了分析。結果表明對于W波段雷達,在遇到降水等大粒子時會發(fā)生米散射導致回波弱化;W波段雷達衰減的影響不能忽略,利用逐庫訂正法完成了衰減訂正的初步研究,其進一步訂正還需考慮粒子相態(tài)、形狀、尺度大小、回波強度等因素;雷達探測能力可通過選取合適的信號處理方式得到提升,在垂直上視模式下建議選取256個脈沖積累處理。(3)云雷達不僅能提供直觀的云宏觀參數(shù),還能通過反演得到云微物理參數(shù)。本文利用閾值法提取云的宏觀參數(shù),用國外單雷達反演技術反演云微物理參數(shù),根據(jù)不同云類選擇合適的經(jīng)驗公式進行云內液態(tài)水含量、冰水含量和粒子有效半徑的反演。并與脈沖能量為550mJ的激光雷達進行了對比驗證,結果表明激光雷達以其靈敏度較高的特點在探測薄云時有優(yōu)勢,而當云層厚度超過1.5km厚時,激光雷達無法穿透云層。云雷達在探測厚云和多層云時要優(yōu)于激光雷達,在探測8km以上云時,其探測能力較差,靈敏度有待提高。經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn):兩臺雷達雖然在探測能力上有所差異,但其探測的云區(qū)以及反演所得到的微物理參數(shù)都在理論誤差范圍內且具有較好的一致性。
【圖文】：

W波段測云雷達工作原理框圖

圖 2-2 W 波段測云雷達實際觀測地點和工作圖發(fā)射分系統(tǒng)射分系統(tǒng)采用全相參體制，發(fā)射管為 W 波段分布作用速調管，它源產生的 W 波段毫米波脈沖信號進行高增益放大，輸出大概率、
【學位授予單位】：成都信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P412.25

【參考文獻】

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1 黃毅梅;周毓荃;;95GHz云雷達對一次冷鋒云系結構的觀測分析[J];高原氣象;2012年04期

2 王振會;紀雷;黃興友;滕煦;趙鳳環(huán);;機載W波段測云雷達回波強度衰減訂正仿真研究[J];高原氣象;2011年02期

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本文編號：2650846