【正文】 第 22 頁，共 25 頁 結(jié) 論 由表 ，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)。Ψ dp的變化率反映了傳播介質(zhì)顆粒的形狀 。 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，其中接收到的垂直和水平回波信號的大小之比的對數(shù)就是差反射率 Zdr， 它 反映了探測目標(biāo)偏離球形的大小和在水平和垂直方向上的優(yōu)勢取向程度。 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)對速度離散量的度量。平均徑向速度表示整個(gè) 360186。基本產(chǎn)品有三個(gè)：反射率因子、平均徑向速度、譜寬。 3. 實(shí)時(shí)標(biāo)定校正功能，能對雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、標(biāo)定和校正。 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)。 11. 接收機(jī)冷啟動響應(yīng)時(shí)間≤ 10分鐘，熱啟動響應(yīng)時(shí)間≤ 10 秒鐘。 8. 接收機(jī)鏡像抑制度≥ 50dB，寄生響應(yīng)≥ 60dB。 S 3 單重復(fù)頻率： 1500Hz 177。 4. 接收機(jī)中頻頻率為 ， 6dB 帶寬為 。 5. 能進(jìn)行干擾檢測 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。 接收機(jī)是專門為中國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。 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（τ =μ s、 s、 s， F=3002500Hz， 1020dBm），送到接收機(jī)，用于監(jiān)測。發(fā)射機(jī)輸出高穩(wěn)定的高頻脈沖，動目標(biāo)改善因子優(yōu)于 45dB。 貯存溫度及濕 度：溫度 ： 35 ~ +60 ℃ ；濕度： 15 ~100%( 不 結(jié)露 )。 (8) 交流供電： 三相 380VAC177。 。 B. 寬脈沖： 高頻脈沖寬度 (50%處計(jì) )： ~ 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(fù)頻率： 318~452HZ。 發(fā)射機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)如下： (1) 高頻工作頻率： ~，機(jī)械可調(diào)。若出現(xiàn)電網(wǎng)斷電故障并隨即恢復(fù)，發(fā)射機(jī)可根據(jù)斷電時(shí)間，自行決定速調(diào)管重新預(yù)熱時(shí)間 。 發(fā)射機(jī)接受來自接收機(jī)的高頻激勵(lì)信號 (約 10mW)，及來自信號處理機(jī)的七種同步信 號 、 重復(fù)頻率預(yù)報(bào)碼 、 脈寬選擇信號；并向接收機(jī)返回速調(diào)管高頻激勵(lì)取樣信號，向信號處理機(jī)返回速調(diào)管陰極電流脈沖取樣信號。這是一部主振放大式速調(diào)管發(fā)射機(jī)，除高功率速調(diào)管外，其余組成部分為全固態(tài)電路。 WSR98D/XD 該雷達(dá)天線和饋線的主要功用為，將發(fā)射機(jī)速調(diào)管輸出的大功率射頻脈沖轉(zhuǎn)換成水平極化、垂直極化電磁波或單一水平極化（垂直極化）電磁波，高效地傳輸?shù)诫p極化饋源，經(jīng)天線反射體形成針狀波束，向空間輻射；接收來自空間降水目標(biāo)后向散射的、微弱的回波脈沖信號，分解為水平、垂直極化電磁波或寄售單一的水平（垂直）極化電磁波，傳輸?shù)浇邮諜C(jī)前端。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。影響探測范圍的因素包括：脈沖功率、脈沖寬度、脈沖重復(fù)周期、天線的性能、接收機(jī)的性能等等。 (4) 自動識別產(chǎn)品 如中尺度氣旋、龍卷、冰雹、陣風(fēng)等自動識別，冰雹跟蹤、強(qiáng)天氣概率等。 豐富的應(yīng)用產(chǎn)品 新一代天氣雷達(dá)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力及豐富的應(yīng)用軟件支持，形成多種產(chǎn)品供用戶使用。三是自動標(biāo)校技術(shù)。一是新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)的主要參數(shù)經(jīng)過較準(zhǔn)確的定標(biāo)和測量，從而保證了新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)測量回波強(qiáng)度的可 第 15 頁，共 25 頁 靠性和準(zhǔn)確性。因?yàn)樾乱淮鞖饫走_(dá)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(diǎn)，而這些特點(diǎn)直接影響到探測能力的大小，且能較為有效的監(jiān)測強(qiáng)降水、冰雹和大風(fēng)等災(zāi)害性天氣。由于新一代天氣雷達(dá)發(fā)射的脈沖信號頻率非常穩(wěn)定，同時(shí)各脈沖信號間具有確定的頻率進(jìn)行比較，以檢測出散射體的多普勒頻率。 靈敏度是雷達(dá)接收機(jī)的重要參數(shù)，表明雷達(dá)接收機(jī)接受微弱信號的能力。 波束寬度越小，天線輻射的電磁波能量在空間的分布上越集中，定向性能越好，切向分辨率越高，切向探測精度也相應(yīng)提高。 增加脈沖寬度有利于增加雷達(dá)最大探測距離，但另一方面又直接影響到雷達(dá)距離分辨力，也決定了雷達(dá)盲區(qū)的大小。λ F/4。 711 雷達(dá) PRF 為 400Hz， CINRADSA 的 PRF 為 3181304Hz。 WSR98D/XD 雷達(dá)當(dāng)距離訂正范圍為 300km 時(shí)，則 1~300km 內(nèi)不同距離上回波功率衰減 N（ dB）為： N（ dB） =20lgr 其中： r(km) 在信號處理器中設(shè) 1km 處訂正值為 0dB,則 300km 處訂正值為 。 C b. 饋線衰減已計(jì)入 G、 Pt、 Pr中。由于雷達(dá)接收的回波功率取決于降水目標(biāo)的反射因子 Z 值，因此天氣雷達(dá)可通過測量接收的回波功率 Pr，計(jì)算出降水目標(biāo)的反射因子 Z 值，按（ 4）式計(jì)算出降水 強(qiáng)度 I 值。 Di6 （ 1） 式中 m為水的復(fù)折射指數(shù)。為表征天氣目標(biāo)的反射能力，通常用目標(biāo)發(fā)射面積σ表示，定義為一個(gè)理想的、各向同性的反射面積，它反射到雷達(dá)的功率密度與實(shí)際目標(biāo)一致。 (7)性價(jià)比高，費(fèi)用低，對操作人員和后勤支持要求不高。 (3)移植了 CINRAD/SA 多普勒天氣雷達(dá)的、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、實(shí)用性強(qiáng)。 工作原理 WSR98D/XD 型雙極化多普勒天氣雷達(dá)是利用降水水滴對電磁波的后向散射特性，發(fā)現(xiàn)、跟蹤降水云系的發(fā)生、演變、測定它的空間分布、強(qiáng)度、移向移速；利用多普勒原理和雙極化探測方法，測定降水水滴的徑向速度、速度譜寬、相態(tài)，識別降水性質(zhì)、降水強(qiáng)度。 4 雙偏振雷達(dá)（ WSR98D/XD）概述 所謂雙線偏振雷達(dá)，就是雷達(dá)有水平和垂直兩個(gè)偏振通道，可以同時(shí)或交替發(fā)射和接收水平和 垂直兩種線偏振波。 （ 3）大氣的垂直運(yùn)動能力反映云和降水的生成以及對流發(fā)展的不穩(wěn)定性，這對雷暴、冰雹等風(fēng)雹災(zāi)害的短時(shí)預(yù)報(bào)極為重要。主要功能是接收 RPG 生成的產(chǎn)品和雷達(dá)狀態(tài)信息，以圖象、圖形方式提供給預(yù)報(bào)分析人員。 雷達(dá)數(shù)據(jù)采集 RDA 這部分由天線、饋線系統(tǒng) 、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號處理機(jī)和雷達(dá)監(jiān)控主機(jī)組成，完成微波的產(chǎn)生、功率放大、發(fā)射、空域掃描、回波接收、放大、正交解調(diào)、模數(shù)變換、數(shù)據(jù)采集、雜波濾除、信息提取、平滑濾波等功能。運(yùn)用這種原理，可以測定散射體相對于雷達(dá)的速度，在一 定條件下反演出大氣風(fēng)場、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等 。 CINRAD 有高的可靠性，支持 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)， 20 年產(chǎn)品壽命周期。 3 新一代多普勒天氣雷達(dá)介紹 新一代 天氣雷達(dá)簡介 新一代 天氣雷達(dá)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(biāo)物，脈沖電磁波被氣象目標(biāo)物散射，其中散射返回雷達(dá)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(biāo)的空間位置等的特征。波瓣圖上兩個(gè)半功率點(diǎn)方向之間的夾角θ就是波瓣寬度。在一定條件下，脈沖功率越大，雷達(dá)的探測范圍也越大。脈沖寬度越窄，最小探測距離越小，距離分辨能力越強(qiáng)。脈沖重復(fù)周期和脈沖重復(fù)頻率在數(shù)值上互為倒數(shù)。脈沖重復(fù)頻率的高低，直接影響到雷達(dá)探測范圍的大小。工作波長是指電磁波在一個(gè)振蕩周期內(nèi)在空間所傳播的距離，用符號 λ 表示。 200 靈敏度 約為 微微瓦 分辨能力 距離分辨能力 500 米 天線 方位分辨能力 度 增益 =105dB 波束寬度 度 (4)工作頻率和工作波長 711 雷達(dá)的工作頻率為 93409400MHz，工作波長為 厘米。 30MHz 測距范圍 =300km 脈沖功率 75KW 最小 脈沖寬度 1177。分辨能力是指雷達(dá)能夠分清兩個(gè)互相靠近的目標(biāo)的能力。 2 度；高度標(biāo)志的誤差小于177。屬于雷達(dá)本身的因素有：脈沖功率、脈沖寬度、脈沖重復(fù)周期、天線的性能、接收機(jī)的性能等等；屬于雷達(dá)以外的因素有：地形條件、云波導(dǎo)系統(tǒng) 接收 機(jī) 平面顯示器 天線控制器 發(fā)射機(jī) 距離顯示器 高度顯示器 顯示器電源部 分頻器 雷 達(dá) 第 4 頁，共 25 頁 層的范圍、密度等；此外，還與操縱、觀測人員的經(jīng)驗(yàn)有 關(guān)系。 圖 711 測雨雷達(dá)簡化方塊圖 711雷達(dá)的主要性能 雷達(dá)的性能主要分為工作性能和技術(shù)性能兩個(gè)方面。 分頻器產(chǎn)生距離標(biāo)志脈沖送到距離顯示器和平面 顯示器。 發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的大功率高頻脈沖，經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng)送到天線，由天線定向發(fā)射到空間。/17000，以公里為單位，稱為“地球曲率補(bǔ)償高度β”，或簡稱“地球補(bǔ)償高度”。 sinβ求出。寫成公式就是： D=c高度是指目標(biāo)到地面的垂直距離 H。對于 200300公里范圍內(nèi)的積雨云層，能測出距離和方位。 ：在今后的實(shí)際工作中，面對不同的天氣雷達(dá)，采用合理的方式方法進(jìn)行日常維修、天氣監(jiān)測及相關(guān)資料的應(yīng)用分析。目前我國東部和中西部地區(qū)多為新一代 S頻段和 C頻段多普勒天氣雷達(dá)， 但這種雷達(dá)也有局限性。所以，用測雨雷達(dá)可以隨時(shí)提供幾百公里范圍 內(nèi)云和降水的分布、結(jié)構(gòu)等氣象情報(bào)。dualpolarization。為了較為準(zhǔn)確的掌握我國各種天氣雷達(dá)的探測方法、技術(shù)性能和產(chǎn)品運(yùn)用情況，本論文通過“先分后合”的方法先對常規(guī)天氣雷達(dá)（ 711 天氣雷達(dá)）、多普勒雷達(dá)（ CINRAD/SA）和雙偏振雷達(dá)（ WSR98D/XD）工作原理，組成和技術(shù)性能進(jìn)行說明，并在 此基礎(chǔ)上再采用“兩兩對比”的方法進(jìn)行性能對比分析，從而達(dá)到了解并掌握我國目前正在使用的各種天氣雷達(dá)，為今后的天氣雷達(dá)維修與維護(hù)提供一定的理論基礎(chǔ)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入 ） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 學(xué)位論文 天氣雷達(dá)性能對比分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許 論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 關(guān)鍵字 ： 雷達(dá)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, techni