双/多基地天气雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程 被引量：8

1

作者 张培昌 王振会 胡方超 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期867-874,共8页

首先导出小椭球散射的方向函数及侧向散射截面的表达式。然后,考虑发射水平偏振波与垂直偏振波这两种情况下,当小椭球粒子群旋转轴作一致铅直取向和在空间作均匀随机取向时,分别建立适用于双/多基地雷达接收子站的雷达气象方程。主要结... 首先导出小椭球散射的方向函数及侧向散射截面的表达式。然后,考虑发射水平偏振波与垂直偏振波这两种情况下,当小椭球粒子群旋转轴作一致铅直取向和在空间作均匀随机取向时,分别建立适用于双/多基地雷达接收子站的雷达气象方程。主要结果为:(1)当入射波以不同的仰角及方位角射到旋转轴任意取向的椭球上时,会在椭球的3个轴上产生不同的极化电偶极矩分量,使小椭球散射方向函数不仅与散射方向有关,还与天线和粒子两个直角坐标之间的配置情况有关。(2)无论入射波偏振方式是水平还是垂直,小椭球粒子的总侧向散射截面恒是散射波在该方向上造成的侧向散射截面之和。(3)双基地雷达气象方程与单基地雷达气象方程比较,其差别在于侧向散射截面与后向散射截面的不同,另外,有效照射体积不同,子站与单基地站天线方向性函数不同,使双基地雷达气象方程中多出与双基地角有关的一个因子。(4)主站天线辐射在半功率点内不论均匀与否,双基地雷达气象方程中的侧向散射截面均代表总的侧向散射截面且依赖入射波偏振方式。(5)给出了小椭球群旋转轴一致铅直取向情况下的双基地雷达气象方程,这些方程与入射波偏振方式、主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。入射波为垂直偏振时一致铅直取向的椭球群的侧向散射截面可能由包含铅直分量在内的3个正交分量组成。这具体依赖于主站天线仰角。但入射波为水平偏振时到达子站天线处的回波功率与主站天线仰角无关。(6)给出了小椭球群旋转轴在空间无规则取向时的双基地雷达气象方程,这些方程与主站天线仰角、入射波偏振方式等无关,但与主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。 展开更多

关键词 双/多基地天气雷达 旋转椭球粒子群 雷达气象方程

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双线偏振雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程 被引量：8

2

作者 张培昌 胡方超 王振会 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期505-510,共6页

推导出了双线偏振雷达探测小椭球粒子群时,粒子旋转轴一致铅直取向和在空间均匀随机取向的两种情况下,雷达分别发射水平偏振波和垂直偏振波时的雷达气象方程,并重新定义相应的雷达反射率因子。

关键词 双线偏振雷达 旋转椭球粒子群雷达气象方程 雷达反射率因子

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平面相控阵脉冲压缩的雷达气象方程 被引量：2

3

作者 张子良 郑国光 +1 位作者 葛文忠 魏鸣 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第5期426-431,共6页

在低发射功率条件下,相控阵多普勒天气雷达为了增加探测距离和提高分辨率,需要采用脉冲压缩技术.由于采用相控阵技术,波束扫描过程中,在平面阵非法线方向上会产生波束展宽,引起波束内功率下降,需要在计算雷达气象方程时弥补功率下降的误... 在低发射功率条件下,相控阵多普勒天气雷达为了增加探测距离和提高分辨率,需要采用脉冲压缩技术.由于采用相控阵技术,波束扫描过程中,在平面阵非法线方向上会产生波束展宽,引起波束内功率下降,需要在计算雷达气象方程时弥补功率下降的误差.平面相控阵天气雷达在探测远距离目标时,使用宽脉冲发射,经脉冲压缩处理以提高分辨率,因此需要建立适用的雷达气象方程.首先讨论了脉冲压缩低峰值功率的平面相控阵多普勒天气雷达的结构、线性调频脉冲压缩的距离(多普勒测量)、调频波形的耦合问题以及目标距离的测量;然后给出了适用于脉冲压缩的平面相控阵雷达气象方程,此方程同时也适用于一维线性阵的脉冲压缩的天气雷达. 展开更多

关键词 脉冲压缩 平面相控阵 波形的耦合 雷达气象方程

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旋转椭球雨滴群的雷达气象方程及测雨订正 被引量：11

4

作者 张培昌 刘传才 《南京气象学院学报》 CSCD 1998年第3期307-312,共6页

导出了雷达发射水平偏振波时适用于旋转椭球雨滴群在三种不同取向情况下的雷达气象方程，并且重新定义了相应的雷达反射率因子，确定了在用雷达测定非球形雨滴降水时的订正系数，为提高雷达定量测量强降水的精确度提供了一种新的理论方法。

关键词 旋转椭球 雨滴群 雷达气象方程 降水测量

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偏振雷达探测小椭球粒子群LDR的雷达气象方程 被引量：3

5

作者 胡方超 辛岩 +1 位作者 张培昌 王振会 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期715-720,共6页

双线偏振雷达探测小椭球粒子群时,雷达单发双收或交替发射。在粒子旋转轴呈某一取向时,要获得定义为RLD_(vh)或RLD_(hv)这个物理量,必须先建立Z_(vh)及Z_(hv)的雷达气象方程,并需重新定义相应的雷达反射率因子。本文推导出了能反演Z_(vh... 双线偏振雷达探测小椭球粒子群时,雷达单发双收或交替发射。在粒子旋转轴呈某一取向时,要获得定义为RLD_(vh)或RLD_(hv)这个物理量,必须先建立Z_(vh)及Z_(hv)的雷达气象方程,并需重新定义相应的雷达反射率因子。本文推导出了能反演Z_(vh)及Z_(hv)的雷达气象方程,并模拟了具有Gamma谱分布的扁椭球粒子群在空间均匀取向时的LDR的变化情况。 展开更多

关键词 双线偏振雷达 LDR 雷达气象方程

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影响天气雷达反射率因子准确测量的关键因素分析及其标定效果检验

6

作者 徐黄飞 余洋 +4 位作者 胡东明 刘艳中 扬朝晖 周嘉健 曾慧明 《气象》 北大核心 2025年第6期735-743,共9页

雷达反射率因子测量准确性与多个关键因素相关,其中雷达发射功率是波动最大的关键因素,影响反射率因子测量精确性;接收机动态范围是衡量接收通道稳定性的关键指标,影响反射率因子测量稳定性。优秀的天气雷达系统,具备关键性能参数的机... 雷达反射率因子测量准确性与多个关键因素相关,其中雷达发射功率是波动最大的关键因素,影响反射率因子测量精确性;接收机动态范围是衡量接收通道稳定性的关键指标,影响反射率因子测量稳定性。优秀的天气雷达系统,具备关键性能参数的机内监测、在线标定和自动校正等功能。文章统计分析了广东12部组网双极化天气雷达(CINRAD/SA-D)2020—2024年的数据,检验了双极化天气雷达反射率因子在线标定和自动校正的有效性;通过关键因素的对比及稳定性分析,验证组网雷达离线标定的必要性。分析发现雷达冷机启动后采集的第1个体扫数据易出现数据质量问题,在雷达保障和资料应用时需引起相关人员的注意,建议相控阵雷达参考借鉴此种天气雷达反射率因子标定的机制和流程。 展开更多

关键词 CINRAD/SA-D雷达 雷达气象方程 反射率因子标定 发射功率 动态范围

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相控阵天气雷达气象雷达方程修正研究 被引量：6

7

作者 严军超 胡明宝 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2015年第5期1-5,共5页

气象雷达方程是天气雷达进行定量测量的基础,由于相控阵天气雷达特有的扫描特性,应对业务中应用的气象雷达方程进行修正。从天线方向图函数不同的角度出发,对雷达方程进行推导修正,并模拟相控阵天气雷达在窄发窄收、宽发四收两种不同探... 气象雷达方程是天气雷达进行定量测量的基础,由于相控阵天气雷达特有的扫描特性,应对业务中应用的气象雷达方程进行修正。从天线方向图函数不同的角度出发,对雷达方程进行推导修正,并模拟相控阵天气雷达在窄发窄收、宽发四收两种不同探测模式下扫描带有降雹的气旋,得到回波强度图和速度图。在统计模拟扫描计算值与给定值误差基础上,定量分析天线方向图函数对修正后雷达方程计算的影响,得出在窄发窄收探测模式下计算误差值在测量精度范围内,经过修正的雷达方程在业务中应用是可行的。 展开更多

关键词 相控阵天气雷达 气象雷达方程 天线方向图 模拟分析

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机载气象雷达充塞系数估计方法 被引量：2

8

作者 何力 李勇 刘丽 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第4期642-647,共6页

机载气象雷达的基本任务是探测航路前方气象目标的位置和强度,而表征气象目标强度的物理量是反射率因子,通常依据气象雷达方程来估计。当雷达载台位于高空、对中远距离低高度的气象目标进行观测时,由于雷达波束的不完全充塞,反射率因子... 机载气象雷达的基本任务是探测航路前方气象目标的位置和强度,而表征气象目标强度的物理量是反射率因子,通常依据气象雷达方程来估计。当雷达载台位于高空、对中远距离低高度的气象目标进行观测时,由于雷达波束的不完全充塞,反射率因子的估计值会小于实际值,严重影响对目标危险等级的判别。本文将充塞系数引入气象雷达方程,提出了一种基于雷达实时工作参数的充塞系数估算方法,并详细分析了不同系统参数下充塞系数变化情况。仿真气象目标数据的处理结果表明,该方法能有效地提高反射率因子的估计精度。 展开更多

关键词 机载气象雷达 气象雷达方程 充塞系数 反射率因子 参数估计

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分布式MIMO气象雷达系统研究与设计 被引量：2

9

作者 任立清 李忱 严勇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第3期20-24,共5页

多发多收(MIMO)雷达技术在针对点目标的探测研究中已经取得丰硕成果,其技术优势十分明显。如何将此技术应用到气象雷达观测弥散体目标中,则需要进行分析。文中从现有的研究成果出发,提出一种分布式MIMO气象雷达系统的结构形式,分析分布... 多发多收(MIMO)雷达技术在针对点目标的探测研究中已经取得丰硕成果,其技术优势十分明显。如何将此技术应用到气象雷达观测弥散体目标中,则需要进行分析。文中从现有的研究成果出发,提出一种分布式MIMO气象雷达系统的结构形式,分析分布式MIMO气象雷达系统的基本概念,推导了分布式MIMO气象雷达方程,给出了该系统下多普勒速度和双偏振参数的定义。基于上述理论进行了仿真分析,结果表明:分布式MIMO气象雷达技术切实可行,在气象探测中能发挥出一定的优势。 展开更多

关键词 多发多收雷达 气象雷达 气象雷达方程 双偏振

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双基地多普勒天气雷达探测能力分析 被引量：15

10

作者 莫月琴 刘黎平 +2 位作者 徐宝祥 苏涛 沙雪松 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期994-1005,共12页

双基地多普勒天气雷达系统是由一个常规多普勒天气雷达和一个或多个远程被动低增益接收机共同组成,是大气风场探测领域的新技术之一。文中首先在瑞利散射假设的前提下,考虑了雷达波的偏振方向、散射体的空间位置等条件,推导了小球形粒... 双基地多普勒天气雷达系统是由一个常规多普勒天气雷达和一个或多个远程被动低增益接收机共同组成,是大气风场探测领域的新技术之一。文中首先在瑞利散射假设的前提下,考虑了雷达波的偏振方向、散射体的空间位置等条件,推导了小球形粒子散射函数在双基地雷达系统中的表达形式,建立了双基地雷达气象方程,并将该方程应用于双基地雷达的探测能力、有效探测范围等方面分析,模拟计算了侧向散射能力和被动雷达回波功率在空间的分布变化,为探讨去除旁瓣影响提供了依据。通过分析证明了双基地雷达系统工作状态垂直偏振优于水平偏振的结论。在入射波为水平偏振情况下,高空探测好于低空,而垂直偏振情况则是低空的散射能力强。如果采用双线偏振发射体制,根据需要采用不同的偏振波组合,能够有效扩大双基地探测的范围和信息量。在水平偏振情况下较强回波区域在基线附近和被动雷达一侧的基线延长线周围。由于侧向散射强度低于后向散射强度,双基地雷达对于弱天气回波不太敏感,它的探测范围小于单基地雷达的探测范围。在双基地雷达探测中旁瓣污染是一个不容忽视的问题。文中对双基地雷达参数进行了模拟回波强度计算,并与实测回波资料进行了比较,两者较一致,存在差别的重要原因可能是被动接收天线的垂直变化影响。 展开更多

关键词 双基地 侧向散射 双基地雷达气象方程

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天气雷达回波衰减订正算法的研究(Ⅰ):理论分析 被引量：56

11

作者 张培昌 王振会 《高原气象》 CSCD 北大核心 2001年第1期1-5,共5页

根据雷达气象方程和k-Z关系 ,导出了雷达反射率因子积分取样观测资料衰减订正的逐库算法、逐库近似算法及稳定性判据。虽然仍不能解决衰减订正问题中固有的“不稳定”特征 。

关键词 反射率因子 衰减订正算法 天气雷达 雷达回波 雷达气象方程

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椭球雨滴群旋转轴呈正态分布情况时雷达反射率因子的修正 被引量：6

12

作者 吴莹 王振会 +1 位作者 陈钟荣 胡方超 《高原气象》 CSCD 北大核心 2007年第1期128-134,共7页

推导出了在云降水粒子群为小旋转椭球水滴群、椭球旋转轴呈正态分布、云降水粒子谱为M-P分布情况下的雷达气象方程,并且重新定义了相应的雷达反射率因子,确定了在用雷达测定非球形雨滴降水时的订正系数。为新一代多普勒天气雷达观测资... 推导出了在云降水粒子群为小旋转椭球水滴群、椭球旋转轴呈正态分布、云降水粒子谱为M-P分布情况下的雷达气象方程,并且重新定义了相应的雷达反射率因子,确定了在用雷达测定非球形雨滴降水时的订正系数。为新一代多普勒天气雷达观测资料的雨滴形状和分布特征订正、提高降水测量精度提供了理论依据和方法。 展开更多

关键词 小旋转椭球雨滴群 正态分布 雷达气象方程 雷达反射率因子 雷达定量测雨

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相控阵技术在天气雷达中的初步应用 被引量：18

13

作者 张志强 刘黎平 《高原气象》 CSCD 北大核心 2011年第4期1102-1107,共6页

由中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室与中国电子科技集团南京第14研究所联合研制的S波段相控阵天气雷达采用宽波束发射多波束接收,从而很大程度上缩短了雷达扫描周期,但是由于相控阵天气雷达其波束宽度与增益不是定值,而是随着... 由中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室与中国电子科技集团南京第14研究所联合研制的S波段相控阵天气雷达采用宽波束发射多波束接收,从而很大程度上缩短了雷达扫描周期,但是由于相控阵天气雷达其波束宽度与增益不是定值,而是随着仰角发生变化,同时相控阵天气雷达采用了脉冲压缩技术,因此需要对Probert-Jones提出的经典雷达气象方程中的波束宽度和增益参量进行订正,才能运用到对相控阵天气雷达反射率因子的估算中。本文通过对相控阵天气雷达波束宽度与增益特性的分析,在经典雷达气象方程的基础上给出了有关相控阵天气雷达的雷达反射率计算方法,分区域给出了详细的反射率因子估算参数,并在此基础上进行反射率的估算,为相控阵天气雷达的定标与定量测量提供理论基础。 展开更多

关键词 相控阵气象雷达 雷达增益 波束宽度 雷达气象方程

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中美天气雷达回波强度标定性能分析 被引量：8

14

作者 李喆 邵楠 +1 位作者 高玉春 王崇文 《电子测量技术》 2016年第6期35-38,共4页

天气雷达回波强度的测量误差主要由雷达系统硬件造成,会直接影响定量降水估测精度。介绍了中美业务化天气雷达回波强度的标定原理,比较了以Syscal和dBZ_0作为标定常数的雷达气象方程的两种表达形式,分析了影响回波强度测量精度的因素,... 天气雷达回波强度的测量误差主要由雷达系统硬件造成,会直接影响定量降水估测精度。介绍了中美业务化天气雷达回波强度的标定原理,比较了以Syscal和dBZ_0作为标定常数的雷达气象方程的两种表达形式,分析了影响回波强度测量精度的因素,即发射机功率和接收机增益的变化;并以我国新一代天气雷达(北京CINRAD/SA及杭州CINRAD/CA)和美国WSR-88D天气雷达(KTLX和KICT)为例,给出了标定常数的实际变化曲线和分析结果。对比发现,以dBZ_0作为标定常数的标定过程更稳定,有助于提高雷达数据质量。 展开更多

关键词 天气雷达 雷达气象方程 回波强度 接收机增益

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天线仰角对双线偏振雷达探测Z_(DR)值的影响 被引量：2

15

作者 胡方超 张培昌 王振会 《高原气象》 CSCD 北大核心 2013年第6期1658-1664,共7页

双线偏振雷达通过探测ZDR值可以识别降水中的粒子形状,但需要考虑抬高天线仰角时对ZDR的影响。根据双线偏振雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程,对Gamma雨滴谱采用数值模拟的方法研究了雷达天线仰角和粒子谱参数改变时和对粒子群旋转... 双线偏振雷达通过探测ZDR值可以识别降水中的粒子形状,但需要考虑抬高天线仰角时对ZDR的影响。根据双线偏振雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程,对Gamma雨滴谱采用数值模拟的方法研究了雷达天线仰角和粒子谱参数改变时和对粒子群旋转轴在空间作垂直一致取向时给ZDR值带来的影响,并确定使ZDR值变化不超过10%的最高仰角应<16.7°。这对提高ZDR的测量精度和偏振雷达估测降水的精度有一定意义。 展开更多

关键词 双线偏振雷达 差分反射率因子 旋转椭球粒子群 雷达气象方程

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雷达测雨及其在水文中应用的回顾与展望 被引量：50

16

作者 杨扬 张建云 +1 位作者 戚建国 岳智慧 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期92-98,共7页

简要介绍了雷达测雨的基本原理 ,对雷达测雨误差及其产生的原因进行了详细分析 ,并探讨了减少测雨误差的可能措施。在介绍了英国、美国、长江中游雷达网业务系统和阜阳数字雷达测雨试验的基础上 ,讨论了雷达测雨在水文中应用的前景及发... 简要介绍了雷达测雨的基本原理 ,对雷达测雨误差及其产生的原因进行了详细分析 ,并探讨了减少测雨误差的可能措施。在介绍了英国、美国、长江中游雷达网业务系统和阜阳数字雷达测雨试验的基础上 ,讨论了雷达测雨在水文中应用的前景及发展方向。 展开更多

关键词 雷达测雨 数字雷达 多普勒雷达 气象雷达方程

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天气雷达接收功率标定的检验方法探讨 被引量：28

17

作者 潘新民 汤志亚 《气象》 CSCD 北大核心 2002年第4期34-37,共4页

通过把测试信号输入功率换算到雷达天线喷口处接收功率的计算 ,由雷达气象方程可计算出其雷达反射率z值 ,和经雷达接收功率定标后 ,此测试输入功率在雷达正常观测模式显示的雷达反射率z值相比较 。

关键词 天气雷达 接收功率 标定 检验方法 雷达气象方程

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《新一代天气雷达图像分析与应用》

18

《气象》 CSCD 北大核心 2019年第5期744-744,共1页

该书以新一代天气雷达观测为基础,以雷达图像识别为重点,讲述了天气雷达在天气分析和强天气预报中的应用。介绍了中国新一代多普勒天气雷达的建设和应用情况,讲解了天气雷达的基本探测原理和雷达气象方程的建立过程;阐述了径向速度、反... 该书以新一代天气雷达观测为基础,以雷达图像识别为重点,讲述了天气雷达在天气分析和强天气预报中的应用。介绍了中国新一代多普勒天气雷达的建设和应用情况,讲解了天气雷达的基本探测原理和雷达气象方程的建立过程;阐述了径向速度、反射率因子等基数据的识别方法,及基数据和各种物理量产品在识别大气流场、降水云系和天气发展过程中的应用;分析了利用雷达资料分析强对流天气的方法和技术,总结了暴雨、冰雹、龙卷和阵风锋等特殊天气的雷达回波特征。本书可作为本科院校大气科学类专业的教材或教学参考书,也可供从事天气、大气物理、大气探测的业务科技人员参考。 展开更多

关键词 新一代天气雷达 应用 图像分析 多普勒天气雷达 图像识别 雷达气象方程 雷达回波特征 大气探测

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