【摘要】：本文是在中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):41605122)的資助下完成的。隨著第五代無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,毫米波無(wú)線電頻段將是未來(lái)5G通信網(wǎng)絡(luò)研究的重要環(huán)節(jié)。微波通信鏈路在世界范圍內(nèi)已廣泛分布。論文從國(guó)際電聯(lián)建議書(ITU-R)模型出發(fā),利用建議書中微波雨衰特性和Laws-Parsons雨滴譜模型建立的微波鏈路降雨衰減反演模型。利用微波衰減反演降水可以作為傳統(tǒng)降雨測(cè)量的補(bǔ)充,從而對(duì)進(jìn)一步提高傳統(tǒng)降雨觀測(cè)的準(zhǔn)確度,對(duì)實(shí)現(xiàn)降水精細(xì)化預(yù)報(bào)及其他氣象要素的監(jiān)測(cè)具有非常重要的意義。本文研究的主要內(nèi)容如下所示:(1)2016年09月,首次在中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所搭建了路徑約為0.08km,頻段為25 GHz視距模擬信號(hào)鏈路,完成對(duì)溫度、濕度以及降雨的觀測(cè)試驗(yàn);2017年06月,搭建長(zhǎng)度約為0.7 km視距模擬微波鏈路,頻段分別為23 GHz、25GHz、28 GHz、38 GHz。利用視距模擬鏈路主要監(jiān)測(cè)了不同降雨強(qiáng)度,不同頻段下微波信號(hào)的衰減。利用不同頻段下微波信號(hào)的衰減值,通過(guò)微波降雨反演模型反演計(jì)算出雨強(qiáng),完成與雨滴譜儀測(cè)量雨強(qiáng)對(duì)比,揭示其準(zhǔn)確性。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)出現(xiàn)降雨時(shí),微波信號(hào)衰減顯著,雨強(qiáng)越大,微波信號(hào)衰減越強(qiáng)。利用雨衰模型反演雨強(qiáng)結(jié)果表明:微波鏈路反演雨強(qiáng)與傳統(tǒng)測(cè)量雨強(qiáng)相有較好的相關(guān)性。(2)利用愛(ài)立信、瑞典Hi3G和瑞典氣象和水文研究所(SMHI)提供的商用微波(81.625 GHz/71.625 GHz)鏈路數(shù)據(jù),分析計(jì)算3.0 km鏈路上的降雨強(qiáng)度反演計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)商用微波鏈路長(zhǎng)度為3.0 km時(shí),不同商用微波鏈路反演降雨強(qiáng)度與實(shí)際測(cè)量相比較,降雨過(guò)程反演準(zhǔn)確,降雨強(qiáng)度更為接近。與模擬微波鏈路相比較,商用微波鏈路反演降雨強(qiáng)度與傳統(tǒng)測(cè)量降雨強(qiáng)有更好的相關(guān)性。并在下一步的研究中,嘗試分析試驗(yàn)中誤差的原因,從而提高這種檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

1-1 CEPT（歐洲郵電主管部門大會(huì)）,CITEL（美洲國(guó)家電信委員會(huì)）,APT（亞太電織)三個(gè)國(guó)際電信組織的 5G 頻譜計(jì)劃[84]以色列、荷蘭等國(guó)的氣象專家驗(yàn)證了利用微波通信鏈路測(cè)量雨強(qiáng)的可行此，未來(lái)廣泛覆蓋的微波通信鏈路可以被認(rèn)為是一個(gè)地表大氣觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以被看作是一個(gè)環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)，每一對(duì)相鄰移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站一個(gè)虛擬環(huán)境傳感器,無(wú)須過(guò)多管理而可進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，在近地面提供準(zhǔn)確估計(jì)�，F(xiàn)有的移動(dòng)微波通訊鏈路具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）覆蓋范圍廣：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)已在全球廣泛部署。網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛的區(qū)括在復(fù)雜地形上的難以接近的地區(qū)，其中使用傳統(tǒng)觀測(cè)大氣的方法（雨量象雷達(dá)）是不切實(shí)際的或在技術(shù)上不可能的，特別是在偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)。利通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)量降雨，，可以替代現(xiàn)有技術(shù)或與它們協(xié)作以實(shí)現(xiàn)更好的性能。（2）對(duì)象多樣性：它是地面附近大氣信息的一個(gè)新的準(zhǔn)確來(lái)源，微波通對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的潛力不限于降雨測(cè)量，固體顆粒，霧，雪，雨夾雪，冰雹和未來(lái)也可能通過(guò)無(wú)線鏈路檢測(cè), 并且可以用于作為未來(lái)研究水蒸汽的價(jià)值3]

第 13 頁(yè) 共 69 頁(yè)圖 2.1 衰減率與頻率變化趨勢(shì)圖（10.5 g / m3）[71]水汽密度為 13 g / m3，大氣壓強(qiáng) p=1013 hPa，溫度 t=20氣衰減、水汽衰減與總衰減都小于 0.1 dB。
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P412

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683907