【正文】 ~ 90%)：略大于 ； 高頻脈沖后沿(90% ~ 10%) ：略大于 ； 脈沖重復(fù)頻率：318~452HZ。(5) 輸出頻譜寬度： 40dB 處譜寬不大于177。； 50dB 處譜寬不大于177。； 60dB 處譜寬不大于177。(6) 地物干擾抑制比：在恒定重復(fù)頻率下，距主譜線 40 HZ ~ (PRF/2)范圍內(nèi)，總雜波功率與第 19 頁(yè)，共 25 頁(yè)主譜線功率的比值，應(yīng)不劣于57dBc。(7) 預(yù)熱時(shí)間：正常預(yù)熱時(shí)間 12+1 分鐘。預(yù)熱結(jié)束后，若交流供電掉電，并隨即恢復(fù)：若掉電時(shí)間小于 30 秒，不須重新預(yù)熱；若掉電時(shí)間為 30 ~ 300 秒，重新預(yù)熱時(shí)間等于掉電時(shí)間；若掉電時(shí)間大于 300 秒，重新預(yù)熱時(shí)間為 12+1 分鐘。(8) 交流供電： 三相 380VAC177。10%，50177。(9) 環(huán)境條件： 工作溫度及濕度：溫度：0 ~ 40℃；濕度：20 ~80%。 貯存溫度及濕度：溫度：35 ~ +60℃；濕度：15 ~100%(不 結(jié)露) 。可工作海拔高度：3300m。 WSR98D/XDWSR98D/XD 多普勒天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)是 X 波段、固態(tài)微波功率放大、主振放大式速調(diào)管放大鏈接發(fā)射機(jī)，工作頻率：9420177。10MHz，輸出峰值功率75KW，脈沖寬度： 、。發(fā)射機(jī)輸出高穩(wěn)定的高頻脈沖，動(dòng)目標(biāo)改善因子優(yōu)于45dB。發(fā)射機(jī)由來(lái)自接收機(jī)頻率綜合器輸出的、高穩(wěn)定度、高頻激勵(lì)觸發(fā)信號(hào)（f=9420177。%MHz ， τ=10 μs，p=10mW） ，經(jīng)微波固態(tài)功率放大器放大，推動(dòng)末級(jí)速調(diào)管功率放大器放大后，輸出功率為 75Kw 的高頻大功率脈沖，經(jīng)饋線和天線向空間發(fā)射。發(fā)射機(jī)還受信號(hào)處理器 HSP 定時(shí)器輸出的 4 個(gè)同步信號(hào)（高頻起始脈沖、脈沖寬度選擇信號(hào)、脈沖寬度起始信號(hào)、脈沖寬度結(jié)尾信號(hào)）控制。發(fā)射機(jī)除輸出大功率高頻脈沖外，還輸出速調(diào)管高頻激勵(lì)采樣信號(hào)（τ=、F=3002500Hz，1020dBm） ，送到接收機(jī)，用于監(jiān)測(cè)。主要技術(shù)指標(biāo)如下：(1) 帶內(nèi)輸出峰值功率：75kW(2) 帶內(nèi)輸入峰值功率：10mW(3) 固定重復(fù)頻率下，距主譜線 60HzPRF/2 范圍內(nèi)雜散（躁聲功率于主譜 線功率的比值）：≤45dBc(4) 脈沖重復(fù)頻率/脈沖寬度如表 所示：表 脈沖重復(fù)頻率和脈沖寬度技術(shù)指標(biāo)序號(hào) 重復(fù)頻率 脈沖寬度第 20 頁(yè)，共 25 頁(yè) 接收機(jī) CINRAD/SA接收機(jī)將天線接收到的微弱回波信號(hào)，經(jīng)過(guò)低噪聲放大、射頻到中頻的變換、濾波、自動(dòng)增益控制、中頻到視頻的變換，以及模數(shù)變換，這樣就把射頻信號(hào)處理成信號(hào)處理器所需的 I、Q 和 LOG 視頻信號(hào)。接收機(jī)的頻率源還給發(fā)射機(jī)提供射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)。接收機(jī)還產(chǎn)生射頻測(cè)試信號(hào)，用于接收機(jī)的故障檢測(cè)和系統(tǒng)定標(biāo)校準(zhǔn)。接收機(jī)是專(zhuān)門(mén)為中國(guó)新一代脈沖多普勒天氣雷達(dá)而研制的，其主要功能有：1. 向發(fā)射機(jī)提供高穩(wěn)定的發(fā)射信號(hào)。2. 相參接收雷達(dá)的回波信號(hào)，經(jīng)放大處理后送給信號(hào)處理器。3. 能自動(dòng)進(jìn)行故障檢測(cè)和故障定位。4. 能進(jìn)行系統(tǒng)的定標(biāo)校準(zhǔn)。5. 能進(jìn)行干擾檢測(cè)接收機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)：1. 接收頻率為 ～ GHz 之間已預(yù)選的射頻信號(hào)。本接收機(jī)的接收頻 率為 2830MHz。2. 接收機(jī)有瞬時(shí) AGC，控制范圍 0～。3. 接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù) NF≤。4. 接收機(jī)中頻頻率為 ，6dB 帶寬為 。5. 接收機(jī)通道有：線性 I、Q 輸出，對(duì)數(shù) LOG 輸出。6. 接收機(jī)線性通道的動(dòng)態(tài)范圍≥93dB，瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍≥50dB。7. 接收機(jī)對(duì)數(shù)通道的動(dòng)態(tài)范圍≥94dB。8. 接收機(jī)鏡像抑制度≥50dB，寄生響應(yīng)≥60dB。9. 接收機(jī)雜波抑制極限≥。10. 接收機(jī)系統(tǒng) DC 偏置校準(zhǔn)≤177。11. 接收機(jī)冷啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間≤10 分鐘，熱啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間≤10 秒鐘。12. 接收機(jī)具有自動(dòng)故障檢測(cè)、故障定位、干擾檢測(cè)和系統(tǒng)定標(biāo)校準(zhǔn)的功能。13. 接收機(jī)能在海拔 3300m 范圍內(nèi)工作。14. 接收機(jī)柜工作溫度為＋10℃～＋35℃，濕度為 20～80%接收機(jī)前端工作1 單重復(fù)頻率（Hz）：300500 177。2 雙重復(fù)頻率（Hz）：1400、1050（4:3）雙重復(fù)頻率（Hz）：1400、933（3:2）177。3 單重復(fù)頻率：1500Hz 177。4 單重復(fù)頻率：1500Hz 177。第 21 頁(yè)，共 25 頁(yè)溫度為40℃～＋49℃，濕度為 15～100%。 WSR98D/XD 該雷達(dá)接收機(jī)是全相參，水平、垂直極化雙通道、一次變頻、模擬接收通道/中頻直接采樣數(shù)字接收機(jī)。其任務(wù)是從天線和饋線系統(tǒng)同時(shí)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(biāo)信號(hào)，經(jīng)濾波、下變頻、放大后送至數(shù)字接收機(jī)，變模擬視頻信號(hào)為正交的數(shù)字 I、Q 信號(hào)，輸送至信號(hào)處理器，用于估算天氣目標(biāo)強(qiáng)度、速度、譜寬，及反射率差、傳播相位差、退極化等雙極化探測(cè)參數(shù)。其主要功能為： 9420MHz 的水平、垂直極化回波信號(hào) 分別經(jīng)水平、垂直通道低躁聲放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)濾波、混頻變換為 60MHz 中頻信號(hào)、由中頻放大器放大，輸出模擬中頻信號(hào)到雙通道數(shù)字接收機(jī)，由雙通道中頻采樣 A/D 變換器進(jìn)行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出正交的數(shù)字 I、Q 信號(hào)至信號(hào)處理器。、低相位躁聲雷達(dá)頻率源信號(hào)，作為發(fā)射信號(hào)源和雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)、標(biāo)定校正的基準(zhǔn)信號(hào)。，能對(duì)雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、標(biāo)定和校正。、隔離定位和報(bào)警功能。 接收機(jī)主要性能指標(biāo)：9420177。20MHz：60MHz：≤：：≥90dB：≥65dB 產(chǎn)品應(yīng)用新一代多普勒天氣雷達(dá)的產(chǎn)品包括基本產(chǎn)品和導(dǎo)出產(chǎn)品。基本產(chǎn)品有三個(gè)：反射率因子、平均徑向速度、譜寬。反射率因子描繪了一個(gè)完整的 360186。 方位掃描的回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)等級(jí)用 dBZ 表示。雷達(dá)操作者可依靠反射率因子產(chǎn)品確定回波的強(qiáng)度，確定風(fēng)暴的強(qiáng)弱和結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)降雨（雪）帶，還可根據(jù)反射率因子隨時(shí)間的變化確定降水回波的移動(dòng)以及未來(lái)的趨勢(shì)等。平均徑向速度表示整個(gè) 360186。 方位掃描徑向速度數(shù)據(jù)，徑向速度即物體運(yùn)動(dòng)速度平行與雷達(dá)徑向的分量。徑向速度有許多直接的應(yīng)用，可以導(dǎo)出大氣結(jié)構(gòu)，風(fēng)暴結(jié)構(gòu)，可以幫助產(chǎn)第 22 頁(yè)，共 25 頁(yè)生、調(diào)整和更新高空分析圖等。平均徑向速度產(chǎn)品有兩點(diǎn)局限性：一是垂直于雷達(dá)波束的風(fēng)的徑向速度被表示為 0；二是距離折疊和不正確的速度退模糊。 譜寬數(shù)據(jù)實(shí)際上指的是速度譜寬數(shù)據(jù)，它是一個(gè)對(duì)速度離散量的度量。它可提供由于風(fēng)切變、湍流和速度樣本質(zhì)量引起的平均徑向速度變化的觀測(cè)，也可用來(lái)確定邊界（密度不連續(xù)面）位置、估計(jì)湍流大小及檢查徑向速度是否可靠。導(dǎo)出產(chǎn)品是雷達(dá)產(chǎn)品生成系統(tǒng)（RPG）根據(jù)基本數(shù)據(jù)資料通過(guò)氣象算法處理后得到的產(chǎn)品，比較重要的有相對(duì)于風(fēng)暴的平均徑向速度圖、相對(duì)于風(fēng)暴的平均徑向速度區(qū)、強(qiáng)天氣分析、組合反射率因子、回波頂、剖面產(chǎn)品等。最常用的還是基本產(chǎn)品，導(dǎo)出產(chǎn)品只能起到提示和參考作用。 WSR98D/XD 雷達(dá)有兩種制式，一種是工作時(shí)雷達(dá)同時(shí)發(fā)射和接收水平和垂直兩種偏振信號(hào)，其中接收到的垂直和水平回波信號(hào)的大小之比的對(duì)數(shù)就是差反射率 Zdr，它反映了探測(cè)目標(biāo)偏離球形的大小和在水平和垂直方向上的優(yōu)勢(shì)取向程度。對(duì)于這種制式的雙線偏振雷達(dá)，要求有性能完全相同的兩個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，技術(shù)相對(duì)復(fù)雜且造價(jià)高，它的優(yōu)點(diǎn)是兩通道的隔離度可以做得較高，相關(guān)性好，偏振性能優(yōu)越，可以直接獲得高質(zhì)量的 Zdr、 Φdp、ρHV。還有一種制式是雷達(dá)只有一個(gè)發(fā)射和接收機(jī)，工作是雷達(dá)以觸發(fā)脈沖為時(shí)間間隔，交替發(fā)射和接收水平和垂直兩種線偏振波，這樣得到的 Zdr、 Φdp 和 ρHV 的相關(guān)性能稍微差些，它要求雷達(dá)的觸發(fā)脈沖頻率較高?，F(xiàn)在的雙線偏振雷達(dá)大都有多普勒探測(cè)能力，它除了得到 ZH、Zdr 和 LDR信息外，還能得到水平和垂直偏振信號(hào)的差相移 Φdp，由它又可以得到導(dǎo)出反射相位差 δ 和雙程傳播相位差Ψdp,δ 可用于區(qū)別有特定取向的冰雹，對(duì)于雨介質(zhì) δ 的值接近于 0。Ψdp 的變化率反映了傳播介質(zhì)顆粒的形狀。還有一個(gè)參數(shù) ρHV，它為水平和垂直偏振回波信號(hào)互相關(guān)系數(shù)的幅值，對(duì)估計(jì)冰雹大小、提高降雨量的估計(jì)精度以及探測(cè)空中水凝結(jié)物融化層都有不可忽視的左右。若傳播介質(zhì)的主軸為水平和垂直方向，ρHV 不受傳播效應(yīng)的影響。這些參數(shù)的綜合利用對(duì)于改善雷達(dá)測(cè)雨精度和識(shí)別云內(nèi)水成物粒子的相態(tài)及其變化非常有用。結(jié) 論由表 可以看出，常規(guī)天氣雷達(dá)在性能方面遠(yuǎn)不及新一代天氣雷達(dá)和雙偏振雷達(dá)。WSR98D/XD 雷達(dá)在探測(cè)精度和探測(cè)范圍上要高于新一代天氣雷達(dá)，并遺植了 CINRAD/SA 多普勒天氣雷達(dá)的 RDA、已經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證的雷達(dá)產(chǎn)品生成/顯示軟件，輸出產(chǎn)品豐富，精確度高，使用性強(qiáng)，操縱靈活性也得到提高。表 711 雷達(dá)、CINRAD/SA 雷達(dá)、WSR98D/XD 雷達(dá)的性能對(duì)比711 雷達(dá) CINRAD/SA 雷達(dá) WSR98D/XD 雷達(dá)工作頻率/MHz 9370177。30 2830 9420177。20第 23 頁(yè)，共 25 頁(yè)波長(zhǎng)/cm 脈沖重復(fù)頻率/Hz 400 3181304(1μs)318452(4μs)3001500脈沖寬度/μs 1 、 、脈沖功率/kw 75 650 75波束寬度 度 1 度 1 度天線直徑/m 天線增益/dB 40 44 44靈敏度/dB 96 112 110接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍/dB 50 90 ≥90產(chǎn)品應(yīng)用 Z dBZ,V,W dBZ，W，V， ZDR，ΦDP，KDP 等通過(guò)對(duì)以上三種天氣雷達(dá)的對(duì)比分析，基本了解了這三種雷達(dá)的工作原理以及基本性能，較為準(zhǔn)確的掌握我國(guó)天氣雷達(dá)的探測(cè)方法、技術(shù)性能等。并從以上分析可以看出雙線偏振雷達(dá)的性能較常規(guī)天氣雷達(dá)、新一代多普勒雷達(dá)的性能更優(yōu)越，探測(cè)能力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)體制更合理，產(chǎn)品更豐富。未來(lái)，雙偏振雷達(dá)將會(huì)成為探測(cè)的主要手段。因此，加強(qiáng)對(duì)雙偏振雷達(dá)的學(xué)習(xí)是非常必要的。第 24 頁(yè)，共 25 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1]刁秀廣，朱君鑒《新一代天氣雷達(dá)與常規(guī)天氣雷達(dá)性能淺析》 山東省氣象局[2] 張晰瑩，鄭凱《多普勒天氣雷達(dá)與 711 天氣雷達(dá)應(yīng)用的對(duì)比分析》 黑龍江氣象局 [3]王致君，楚榮忠《X 波段雙通道同時(shí)收發(fā)式多普勒偏振天氣雷達(dá)》 中科院[4]何建新 《現(xiàn)代天氣雷達(dá)》 電子科大出版社[5]許國(guó)仁，葉安健，丁榮安 《711 測(cè)雨雷達(dá)原理和維修》 氣象出版社[6]WSR98D/XD 型多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)說(shuō)明書(shū) 北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司[7]王致君，楚榮忠 《偏振雷達(dá)在人工影響天氣工作中的應(yīng)用潛力》 中科院[8]董振賢，李妙英《雙偏振多普勒天氣雷達(dá)的偏振參量及其應(yīng)用》 解放軍理工大學(xué)氣象學(xué)院[9]張子良，劉新安 《先進(jìn)的 X 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電子工程系完成的。文中除了特別加以標(biāo)注地方外，不包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得成都信息工程學(xué)院或其他教學(xué)機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。除非另有說(shuō)明，本文的工作是原始性工作。關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)和研究成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)的說(shuō)明：本人完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保管使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括：（1）學(xué)校有權(quán)保管并向有關(guān)部門(mén)遞交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件。（2）學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制方式保存學(xué)位論文。（3）學(xué)校可以學(xué)術(shù)交流為目的復(fù)制、贈(zèng)送和交換學(xué)位論文。（4）學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱。（5）學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定） 。除非另有科研合同和其他法律文書(shū)的制約，本論文的科研成果屬于成都信息工程學(xué)院。特此聲明！ 作者簽名： 2022 年 06 月 15 日