文档介绍：工程硕士学位论文相控阵天气雷达系统研究摘要天气雷达用于测量空中云雨状态,探测恶劣天气发生、发展的演变过程,预测天气现象。相控阵天气雷达是一种随着雷达技术发展而出现的新型天气雷达,是今后天气雷达的发展方向之一。本文从天气雷达的基本理论和相控阵雷达技术等多方面着手设计一台相控阵天气雷达,分别介绍了相控阵天气雷达主要分系统的原理组成,构建了各分系统的原理框图。接下来对相控阵天气雷达探测方法和工作模式、扫描波束展宽、脉冲压缩距离副瓣对气象产品质量影响以及地杂波抑制能力等关键技术进行分析。最后对现有的一部两维相控阵雷达进行改造,后端增加气象通道,通过对该雷达的实际观测数据和常规天气雷达观测数据对比分析,对相控阵天气雷达探测能力进行初步评估,分析结果表明相控阵体制的雷达完全可以适应天气雷达的使用要求,为相控阵天气雷达探测的迸一步研究提供了参考。关键词:相控阵,天气雷达,波束扫描,工作模式,脉冲压缩工程硕士学位论文摘要 Abstract Weather radar can besummarized astheusage ofthecloud statusmeasuremem,the detectionofdisasterweather ession pmcedure and the weather array radar asthe new weather radarappeared withtheradartechnology development is thefuturedirection ofdevelopment ofweatherradar. Thissystem ofmulti-beam phased array weather radarsystem intographicprinciple position,and mode ofdetection methods,low sidelobe pression technology,keytechnology thetheory andfieldexperiments ofphased array radar Oiltheability toconduct apreliminary assessment ofdetectionforphasedarray weather radar toprovide areferenceforfurtherresearch. Keywords:phased array,weather radar,beam scanning,working mode, 工程硕士学位论文相控阵天气雷达系统研究 1 绪论、技术的发展,气象灾害对政治、经济社会的影响越来越大,人们对大气探测的要求也越来越高。在探测大气变化的各种手段中,天气雷达以其具有的高时空分辨的遥感能力,及时的探测时效和准确的探测数据已经成为对包括雷暴、冰雹和雪灾等灾害性天气监测和短时天气预报等极为有效的工具。从地理位置上看,我国地处东亚季风区,气候条件复杂,气象要素变化率大,并常具有突发性,是世界上受气象灾害影响比较严重的国家之一。为了提高我国灾害天气监测和预测能力,上世纪九十年代开始建设布网的中国新一代天气雷达,是我国监测灾害性天气的一项重大工程,目前在全国各地已架设投入业务运行近180部S波段和C波段多普勒天气雷达, 预计在2015年之前,将布设超过200部。近年来布网的多普勒天气雷达在灾害性天气监测、预报和预警方面发挥了重要作用,大大提高对灾害性天气的监测水平n1。但是,天气现象的变化是很快的,冰雹、雷雨大风和短时强降水等强对流天气的发生发展突发性和局地性很强,对流单体的发生发展的时间尺度有些时候只有几分钟到十几分钟,空间尺度也就几公里到几十公里。而台风、暴雨、雷暴、冰雹等天气系统恰恰又是影响我国的主要灾害性天气,每年因突发性中小尺度天气过程引发的灾害如局地致洪暴雨、冰雹、雷电、龙卷风等对我国的工农业生产和人民生命安全造成了巨大的损失。目前,现有的天气雷达虽然在灾害性天气中发挥着重要作用,但是对于由小尺度、时间持续短而造成危害较大的天气现象,还不能进行有效的监测。原因是现有体制的雷达为机械扫描,扫描速度慢,完成一个精度不太高的体扫时间需要5’6分钟, 而垂直扫描层最大为14层。这种观测方式得到的快速变化的降水单体垂直结构会出现失真,导致新一代天气雷达对冰雹、暴雨大风、龙卷风等这些中小尺度天气过程的监测能力受到较大的限制,难以实现对中小尺度天气系统进行快速瞬时的三维结构探测,以及系统随时间演变较连续的精细变化探测。同时,这种模式难以满足人工防雹工作卜2分钟相应时间要求,不能满