【正文】 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（ 設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 天氣雷達(dá)性能對(duì)比分析 摘要 在探測(cè)大氣的各種實(shí)踐中，天氣雷達(dá)以其高時(shí)空分辨率、及時(shí)準(zhǔn)確的主動(dòng)遙感探測(cè)能力成為中小尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)和短時(shí)天氣預(yù)報(bào)中極為有效的工具 。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 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(guó)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。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 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。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 學(xué)位論文 天氣雷達(dá)性能對(duì)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(shuō)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。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)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)?？梢圆捎糜坝?、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?jī)?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 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(yè)（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(duì)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(wàn)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(wàn)字。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為了較為準(zhǔn)確的掌握我國(guó)各種天氣雷達(dá)的探測(cè)方法、技術(shù)性能和產(chǎn)品運(yùn)用情況，本論文通過(guò)“先分后合”的方法先對(duì)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(shuō)明，并在 此基礎(chǔ)上再采用“兩兩對(duì)比”的方法進(jìn)行性能對(duì)比分析，從而達(dá)到了解并掌握我國(guó)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)。 conventional。dualpolarization。當(dāng)雷達(dá)天線發(fā)射出去的電磁波在空間傳播時(shí)，若遇到目標(biāo)物時(shí)，就有一部分輻射會(huì)被反射回來(lái)，并被雷達(dá)天線接收。所以，用測(cè)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)。突出體現(xiàn)在雷達(dá)獲得的探測(cè)信息少，技術(shù)性能偏低、可靠性和穩(wěn)定性差、組網(wǎng)能力弱等方面。目前我國(guó)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。不過(guò)近幾年發(fā)展偏振雷達(dá)的呼聲較高，尤其是科研 和人工影響天氣工作的部門，都在籌劃和發(fā)展各自的偏振雷達(dá)。 ：在今后的實(shí)際工作中，面對(duì)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(cè)及相關(guān)資料的應(yīng)用分析。 ： 通過(guò)“先分后合”的方法先對(duì)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)性能等進(jìn)行 簡(jiǎn)要介紹，并在此基礎(chǔ)上再采用“兩兩對(duì)比”的方法進(jìn)行性能對(duì)比分析。對(duì)于 200300公里范圍內(nèi)的積雨云層，能測(cè)出距離和方位。如圖 所示。高度是指目標(biāo)到地面的垂直距離 H。 711 雷達(dá) 第 2 頁(yè)，共 25 頁(yè) 是一種脈沖制雷達(dá)，它向空 間發(fā)射電磁波、稱為發(fā)射波，當(dāng)發(fā)射波遇到目標(biāo)后，就被反射，形成反射波返回雷達(dá)，并被雷達(dá)所接收，這就是目標(biāo)回波。寫成公式就是： D=c當(dāng)天線旋轉(zhuǎn)時(shí)，波束也隨著旋轉(zhuǎn)，只有當(dāng)波束轉(zhuǎn)到目標(biāo)所在方位，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，才有電磁波反射回來(lái)，顯示器熒光屏上出現(xiàn)回波，并且最亮?xí)r，天線所指方位就是目標(biāo)的方位。 sinβ求出。 sinβ來(lái)簡(jiǎn)單計(jì) 算了，而必須加以修正。/17000，以公里為單位，稱為“地球曲率補(bǔ)償高度β”，或簡(jiǎn)稱“地球補(bǔ)償高度”。 sinβ + D178。 發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的大功率高頻脈沖，經(jīng)過(guò)波導(dǎo)系統(tǒng)送到天線，由天線定向發(fā)射到空間。 從目標(biāo)反射回來(lái)的高頻回波脈沖，經(jīng)過(guò)波導(dǎo)系統(tǒng)送到接收機(jī)。 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。平面顯示器輸出回波和距離標(biāo)志的混合信號(hào)送到高度顯示器。 圖 711 測(cè)雨雷達(dá)簡(jiǎn)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。探測(cè)范圍就是雷達(dá)能夠測(cè)定目標(biāo)的距離和高度范圍。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(yè)，共 25 頁(yè) 層的范圍、密度等；此外，還與操縱、觀測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)有 關(guān)系。 (2)精確度 711 雷達(dá)的測(cè)距誤差為各擋最大距離的177。 2 度；高度標(biāo)志的誤差小于177。精確度度是指雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的距離、方位、高度所能達(dá)到的準(zhǔn)確程度，通常用誤差值表示。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。 方位分辨能力是指相同距離、相同高度的相鄰兩個(gè)目標(biāo)，在顯示器熒光屏上能分清時(shí)，兩個(gè)目標(biāo)之間相隔的方位角。 30MHz 測(cè)距范圍 =300km 脈沖功率 75KW 最小 脈沖寬度 1177。 2% 接收機(jī) 方位誤差 /度 小于 177。 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(zhǎng) 711 雷達(dá)的工作頻率為 93409400MHz，工作波長(zhǎng)為 厘米。從提高精確度和分辨能力出發(fā)，工作頻率越高越好。工作波長(zhǎng)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(hào) λ 表示。 (5)脈沖重復(fù)頻率和脈沖重復(fù)周期 711 雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率為 400Hz，重復(fù)周期為 2500μ s。脈沖重復(fù)頻率的高低，直接影響到雷達(dá)探測(cè)范圍的大小。但是， F過(guò)高時(shí)，雷達(dá)的最大探測(cè)距離又會(huì)受到限制。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)。脈沖寬度是指一個(gè)高頻脈沖的持續(xù)時(shí)間，用符號(hào)τ表示。脈沖寬度越窄，最小探測(cè)距離越小，距離分辨能力越強(qiáng)。 脈沖功率就是在高頻脈沖持續(xù)期間發(fā)射機(jī)輸出的功率，也叫峰值功率，用符號(hào) Pm 表示。在一定條件下，脈沖功率越大，雷達(dá)的探測(cè)范圍也越大。 (5)波瓣寬度 前已提及，天線輻射的電磁波能量如同探照燈的燈光一樣，集中在某一個(gè)方向上形成波束。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。θ越小，天線的定向性能越好。 3 新一代多普勒天氣雷達(dá)介紹 新一代 天氣雷達(dá)簡(jiǎn)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(hào)，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。斜距Ｒ可根據(jù)電磁波在大氣中的傳播速度Ｃ和探測(cè)脈沖與回波信號(hào)之間的時(shí)間間隔來(lái)確定。 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。 CINRAD 增強(qiáng)了探測(cè)強(qiáng)雷暴的能力，能較早地探測(cè)到威脅航行的氣流和發(fā)生災(zāi)害性洪水的可能，并為水資源的管理決策提供有價(jià)值的信息。運(yùn)用這種原理，可以測(cè)定散射體相對(duì)于雷達(dá)的速度，在一 定條件下反演出大氣風(fēng)場(chǎng)、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等 。 CINRAD/SA 雷達(dá)系統(tǒng)框圖見圖 。 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(hào)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。 第 7 頁(yè)，共 25 頁(yè) 圖 CINRAD/SA雷達(dá)系統(tǒng)框圖 產(chǎn)品生成 RPG RPG 主要負(fù)責(zé)接收 來(lái)自 RDA 的基本數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列的氣象算法，形成多種圖形、圖象、字母數(shù)字氣象產(chǎn)品。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。 （ 2）常規(guī)天氣雷達(dá)對(duì)熱帶氣 旋（臺(tái)風(fēng)）的監(jiān)測(cè)，主要是根據(jù)雷達(dá)反射率因子所描繪的“臺(tái)風(fēng)眼”幾何中心位置的變化來(lái)跟蹤熱帶氣旋的移動(dòng)，不能準(zhǔn)確的確定臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度及變化、“臺(tái)風(fēng)眼”附近的風(fēng)害位置和暴風(fēng)帶等有關(guān)臺(tái)風(fēng)的重要特征。 （ 3）大氣的垂直運(yùn)動(dòng)能力反映云和降水的生成以及對(duì)流發(fā)展的不穩(wěn)定性，這對(duì)雷暴、冰雹等風(fēng)雹災(zāi)害的短時(shí)預(yù)報(bào)極為重要。這些對(duì)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)雷暴生成時(shí)間、地點(diǎn)是很重要的信息，有助于預(yù)報(bào)人員改進(jìn)風(fēng)暴災(zāi)害預(yù)報(bào)。 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。 WSR98D/XD 型雷達(dá)在監(jiān)測(cè)局地性災(zāi)害性、危險(xiǎn)性天氣，實(shí)施人工影響天氣作業(yè)、部隊(duì)作戰(zhàn)氣象保障和飛行氣象保障中具有 S 波段和 C 波段天氣雷達(dá)所無(wú)法替代 的獨(dú)特作用。 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(duì)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(cè)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(cè)方法，測(cè)定降水水滴的徑向速度、速度譜寬、相態(tài)，識(shí)別降水性質(zhì)、降水強(qiáng)度。 第 9 頁(yè)，共 25 頁(yè) 圖 WSR98D/XD功能框圖 WSR98D/XD天氣雷達(dá)的特點(diǎn) (1)很強(qiáng)的局地性強(qiáng)對(duì)流天氣目標(biāo)發(fā)現(xiàn)能力，對(duì)災(zāi)害性、危險(xiǎn)性天氣預(yù)警察時(shí)間長(zhǎng)。 (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)。 (5)注重電磁兼容性設(shè)計(jì) (如，整機(jī)、分機(jī)、機(jī)柜以及各種信號(hào)的接地、屏蔽、濾波、隔離等 )，提高雷達(dá)電磁兼容能力和可靠性。 (7)性價(jià)比高，費(fèi)用低，對(duì)操作人員和后勤支持要求不高。 20MHz 測(cè)量精度 距離 100m 探測(cè)范圍 探測(cè)能力 方位角 度