【正文】 三相 380VAC177。 B. 寬脈沖： 高頻脈沖寬度 (50%處計 )： ~ S； 高頻脈沖前沿 (10% ~ 90%)： 略大于 S； 高頻脈沖后沿 (90% ~ 10%)： 略大于 S； 脈沖重復頻率： 318~452HZ。若出現電網斷電故障并隨即恢復，發(fā)射機可根據斷電時間，自行決定速調管重新預熱時間 。這是一部主振放大式速調管發(fā)射機，除高功率速調管外，其余組成部分為全固態(tài)電路。饋線系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分，發(fā)射支路用于傳送高功率信號至天線，接收支路傳送來自天線的回波功率。 (4) 自動識別產品 如中尺度氣旋、龍卷、冰雹、陣風等自動識別，冰雹跟蹤、強天氣概率等。三是自動標校技術。因為新一代天氣雷達具有大天線、高增益、高發(fā)射功率、寬脈沖寬度、高接收靈敏度等特點，而這些特點直接影響到探測能力的大小，且能較為有效的監(jiān)測強降水、冰雹和大風等災害性天氣。 靈敏度是雷達接收機的重要參數，表明雷達接收機接受微弱信號的能力。 增加脈沖寬度有利于增加雷達最大探測距離，但另一方面又直接影響到雷達距離分辨力，也決定了雷達盲區(qū)的大小。 711 雷達 PRF 為 400Hz， CINRADSA 的 PRF 為 3181304Hz。 C由于雷達接收的回波功率取決于降水目標的反射因子 Z 值，因此天氣雷達可通過測量接收的回波功率 Pr，計算出降水目標的反射因子 Z 值，按（ 4）式計算出降水 強度 I 值。為表征天氣目標的反射能力，通常用目標發(fā)射面積σ表示，定義為一個理想的、各向同性的反射面積，它反射到雷達的功率密度與實際目標一致。 (3)移植了 CINRAD/SA 多普勒天氣雷達的、已經實踐驗證的雷達產品生成 /顯示軟件，輸出產品豐富，精確度高、實用性強。 4 雙偏振雷達（ WSR98D/XD）概述 所謂雙線偏振雷達，就是雷達有水平和垂直兩個偏振通道，可以同時或交替發(fā)射和接收水平和 垂直兩種線偏振波。主要功能是接收 RPG 生成的產品和雷達狀態(tài)信息，以圖象、圖形方式提供給預報分析人員。運用這種原理，可以測定散射體相對于雷達的速度，在一 定條件下反演出大氣風場、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等 。 3 新一代多普勒天氣雷達介紹 新一代 天氣雷達簡介 新一代 天氣雷達間歇性地向空中發(fā)射電磁波（稱為脈沖 式電磁波），它以近于直線的路徑和接近光波的速度在大氣中傳播，在傳播的路徑上，若遇到了氣象目標物，脈沖電磁波被氣象目標物散射，其中散射返回雷達的電磁波（稱為回波信號，也稱為后向散射），在熒光屏上顯示出氣象目標的空間位置等的特征。在一定條件下，脈沖功率越大，雷達的探測范圍也越大。脈沖重復周期和脈沖重復頻率在數值上互為倒數。工作波長是指電磁波在一個振蕩周期內在空間所傳播的距離，用符號 λ 表示。 30MHz 測距范圍 =300km 脈沖功率 75KW 最小 脈沖寬度 1177。 2 度；高度標志的誤差小于177。 圖 711 測雨雷達簡化方塊圖 711雷達的主要性能 雷達的性能主要分為工作性能和技術性能兩個方面。 發(fā)射機產生的大功率高頻脈沖，經過波導系統(tǒng)送到天線，由天線定向發(fā)射到空間。 sinβ求出。高度是指目標到地面的垂直距離 H。 ：在今后的實際工作中，面對不同的天氣雷達，采用合理的方式方法進行日常維修、天氣監(jiān)測及相關資料的應用分析。所以，用測雨雷達可以隨時提供幾百公里范圍 內云和降水的分布、結構等氣象情報。為了較為準確的掌握我國各種天氣雷達的探測方法、技術性能和產品運用情況，本論文通過“先分后合”的方法先對常規(guī)天氣雷達（ 711 天氣雷達）、多普勒雷達（ CINRAD/SA）和雙偏振雷達（ WSR98D/XD）工作原理，組成和技術性能進行說明，并在 此基礎上再采用“兩兩對比”的方法進行性能對比分析，從而達到了解并掌握我國目前正在使用的各種天氣雷達，為今后的天氣雷達維修與維護提供一定的理論基礎。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 學位論文 天氣雷達性能對比分析 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許 論文被查閱和借閱。 關鍵字 ： 雷達性能對比；常規(guī)；多普勒；雙偏振； Comparative Analysis of Weather Radar Performance Abstract In the period of detecting the ether, the weather radar, with its high temporal and spatial resolution, the timely and accurate remote sensing bees an effective tool to monitor small and mediumscale disasters and forecast shortterm weather. In order to master various detective methods of weather radar, technical performance and product use more accurately, the paper aims to understand and master all kinds of weather radar we are using in our country, and provide the theoretical basis for weather radar’s repair and maintenance in the future, through introducing the conventional weather radar (711 Weather Radar), Doppler radar (CINRAD / SA) and dualpolarization radar (WSR98D/XD) principle, position and technical performance by First separate then merger, and paring their performance by Contrast the two two. Keyword: performance parison。 ： 隨著我國經濟的快速發(fā)展，原有的常規(guī)化天氣雷達已難以滿足社會發(fā)展和經濟建設對氣象災害監(jiān)測預警服務越來越高的要求。因此我們對這三種不同天氣雷達的性能進行對比分析是很有必要的。 目標距離的測定 雷達的測距原理是以電磁波的反射和電磁波的傳播速度為依據的。然而，由于地面的球型彎曲和大氣折射的影響，計算目標高度是，就不能用 H=D此外，發(fā)射機還分五路輸出觸發(fā)脈沖：一路送到接收機，用來控制接收機中的自動頻率控制器，使該電路與發(fā)射機同步工 作；另一路送到分頻器；還有三積雨云層 D H α 第 3 頁，共 25 頁 路分別送到距離顯示器和高度顯示器，使各個顯示器和發(fā)射機同步工作。由表 所示， (1)探測范圍 711 雷達對于中等強度的積雨云層能夠測距的范圍不大于 300 公里，測高的上限是 20 公里。 200 米。 微秒 PRF 400Hz 精確度 測距誤差最大距離 177。波長等于光速 c 和工作頻率 f 的比值，即 λ =c/f。 (3)脈沖寬度 711 雷達的脈沖寬度為 1μ s。平均功率是指脈沖 功率在一個重復周期內的平均值，用符號 Pc表示。 在 雷達探測中，氣象目標的空間位置是用雷達天線至目標物的直線距離Ｒ(亦稱斜距 ),雷達天線的仰角和方位角來表示。 天氣雷達間歇性地向空中發(fā)射電磁波（稱為脈沖式電磁波），它以近于直線的路徑和接近光波的速度在大氣中傳播，在傳播的路徑上，若遇到了氣象目標物，脈沖電磁波被氣象目標物散射，其中散射返回雷達的電磁波（稱為回波信號，也稱為后向散射），在熒光屏上顯示出氣象目標的空間位置等的特征 。 多普勒雷達的優(yōu)越性 （ 1）常規(guī)天氣雷達只能得到天氣系統(tǒng)的雷達回波分布和強度信息，而多普天線 /天線罩 大口徑 低付瓣 全天候 接收機 相干穩(wěn)定頻率源 線性通道 對數通道 干擾檢測 測試信號源 發(fā)射機 全相干 大功率 頻譜控制 信號處理機 強度信號處理 多普勒信號處理 雜波濾除 雷達監(jiān)控 雷達控制 伺服控制 數據傳輸 參數標定 故障診斷 存 檔 A 衛(wèi)星通道 產品生成 氣象產品生成 系統(tǒng)控制 E1/T1 寬帶傳輸 存檔 B 單元控制臺 系統(tǒng)管理 狀態(tài)顯示 控制指令 主用工作站 RHI、 PPI 控制 圖象 /圖形顯示 文本信息顯示 人機交換 輔用戶工作站 圖象 /圖形顯示 文本信息顯示 人機交換 本地 /遠程 局域網 /廣域網 第 8 頁，共 25 頁 勒天氣雷達除此之外還能通過產生的多普勒速度場獲得風場和譜寬信息，這將顯著的增強多普勒雷達監(jiān)測預報的能力。 WSR98D/XD 型脈沖多普勒雷達是 X波段、雙極化（同時發(fā)射接收） /水平極化、全相參脈沖多普勒雷達，主要用于發(fā)現、跟蹤和監(jiān)測 300 公里范圍內的雷雨、冰雹、龍卷風等局地強對流天氣和降水現象，定量測量 150Km 范圍內的降水強度，降水云系的垂直分布、移向移速、譜寬等多普勒參數和雙極化參數，為天氣預報保障、人工影響天氣和大氣科學研究提供實時氣象信息。 (4)先進的同時發(fā)射接收雙極化探測功能和水平、垂直極化雙通道平衡設計、雙極化 /單極化轉換功能。 對于球型水 滴，當水滴直徑 D 遠小于雷達工作波長λ時（即 π Ｄ /λ 1） ,則單個水滴的雷達截面積為： σ i=(π 5/λ 4)此外，可根據天氣雷達顯示的降水回波圖像，識別降水目標的性質和空間分布（方位、距離、高度等），跟蹤、判斷降水目標的移向移速和發(fā)展演變趨勢。 τ ) (7) 第 12 頁，共 25 頁 計算得 WSR98D/XD 雷達的 Zmin=(300km) 中等強度雷雨 ：平均降水強度為 5mm/h，即 Z= 103（ mm6/m3）， ,考慮到 300km 處雷雨對雷達分辨率體積充塞系數小于 1，設為 ，則修正后的中等強度雷雨的平均強度為 WSR98D/XD 雷達在單極化強度模式，對中等強度雷雨的探測距離大于 300km。 PRF 越高，顯示器上顯示的回波越清晰，但過高時，雷達的最大探測距離又會受到限制。而新一代天氣雷達的雙脈沖寬度 在探測降水時一般使用窄脈沖寬度，以提高觀測精度；在晴空探測時往往使用寬脈沖寬度，以增大有效照射體積，使更多的目標物粒子被探測到，因此更有利于晴空大氣監(jiān)測。 新一代天氣雷達與常規(guī)天氣雷達技術體制的主要差異 常規(guī)天氣雷達利用降水回波信號強度來探測降水區(qū)的位置、分布、強弱及其變化。 圖 713C雷達觀測回波 圖 WSR98D雷達探測有大片強度為 1520dBz的弱的層狀云降水回波 由圖 ，常規(guī)天氣雷達的探測 精度 遠不及新一代天氣雷達 。新一代天氣雷達系統(tǒng)可以對雷達系統(tǒng)的參數和動態(tài)曲線進行測量，并 能根據測量數據自動修改雷達常數，保證了定量測量的精度。次類產品依據強天氣的概念模式，根據雷 達獲取的數據通過軟件來實現。構成饋線系統(tǒng)的波導組件有：直波導、彎波導、扭波導、軟波導、過渡波導，以及環(huán)行器、波導開關、方向偶合器、方向旋轉開關、俯仰旋轉關節(jié)、大中小功率負載等關鍵的波導組件。發(fā)射機高頻工作頻率： ~，機械可調，輸出高頻峰值功率 ≧650KW，可工作于 S/~ S 兩種高頻脈沖寬度，前者稱為窄脈沖，后者稱為寬脈沖。 發(fā)射機的監(jiān)控系統(tǒng)，通過 BITE 收集并顯示故障信息及狀態(tài)信息，利用這些信息，可人工隔離故障至可更換單元。 (5) 輸出頻譜寬度： 40dB 處譜寬不大于 177。 10%， 50177。 發(fā)射機由來自接收機頻率綜合器輸出的、高穩(wěn)定度、高頻激勵觸發(fā)信號（ f=9420177。 2. 相參接收雷達的回波信號，經放大處理后送給信號處理器。 5. 接收機通道有：線性 I、 Q 輸出，對數 LOG 輸出。 9. 接收機雜波抑制極限≥ 。其任務是從天線和饋線系統(tǒng)同時接收微弱的水平、垂直極化回波，或接收單一的線性水平（垂直）極化回波，從躁聲和干擾中選擇出有用的天氣目標信號，經濾波、下變頻、放大后送至數字接收機，變模擬視頻信號為正交的數字 I、 Q 信號，輸送至信號處理器，用于估算天氣目標強度、速度、譜寬，及反射率差、傳播相位差、退極化等 雙極化探測參數。反射率因子描繪了一個完整的 360186。它可