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双基地雷达系统中的若干问题研究

作　者: 吴迪
导　师: 王振会
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气遥感科学与技术
关键词: 双基地雷达侧向散射有效照射体积传播效应
分类号: P415.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前,多普勒天气雷达大多是偏振／双偏振体制的,随着天气雷达相关技术的不断发展,多普勒天气雷达在探测云降水信息方面有了显著的提高。为了进一步改善雷达技术在探测云降水目的中的应用,双基地多普勒天气雷达也开始进入国内外广大气象工作者的研究范围。本文重点研究双基地天气雷达探测含有小椭球水滴情况下的云降水区时的几个关键问题。本文首先介绍了双基地雷达系统的坐标平面关系,探讨了双基地雷达探测小椭球水滴情况下的电磁波散射与传输方程。通过引入非球形雨滴群对电磁波的传播效应,结合已推导出的双基地偏振雷达气象方程,采用数值模拟的方法讨论了旋转椭球雨滴群旋转轴一致铅直向上,双基地系统在探测均匀雨区、移动雨区和不均匀分布雨区时传播效应对双基地雷达探测能力的影响。并与单基地雷达回波功率进行对比,分析了双基地雷达系统与单基地雷达系统在探测降水时产生的回波功率比。本文还在微分求导理论的基础上,推导双基地雷达系统有效照射体积以及双基地雷达系统各几何量之间的关系表达式,进而分析双基地雷达系统探测过程中有效照射体积随有关量变化的特征,为双基地偏振雷达系统工作控制、资料处理、旁瓣影响分析、提高探测精度等工作提供理论依据。得到主要结论如下：(1)传播效应的存在使得双基地系统辅站一侧回波功率比高值区的范围变大,主站雷达一侧,传播效应对回波功率的影响与入射波的偏振方式有关。(2)双基地雷达系统有效照射体积与单基地雷达有效照射体积之比值,数值上与双基地系统主站极轴长度Rt相对于半长轴长度a的导数。(3)利用本文推导出的双基地雷达有效照射体积公式,可以根据任意给定的距离为2f的双基地站以及实际观测中任意时刻的主站天线方位(这里用Φ表示)和发射波径向传输距离(Rt),确定出辅站在此时刻接收到的回波所对应的有效照射体积的大小和空间位置。

双基地雷达系统中的若干问题研究

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