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MIRA-36云雷达 Meteorological Ka-Band Cloud RADAR(35GHz)
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测云雷达


作者: jimhu 日期:May-03-11 新浪微博分享分享到新浪微博 分享到朋友社区

 

  测云雷达是气象雷达的一种。测云雷达主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时,还能测出各层的高度。它是运用各种无线电定位方法,探测、识别各种目标。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。

 

  测云雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性,还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性,例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。

 

  测云雷达主要用来探测云滴直径较小,尚未形成降水的低云和中云,测量其顶部和底部高度及内部物理特征,如空中有多层云存在时,还能测出云的层次。由于云滴比降水粒子小得多,而云滴对电磁波的后向散射能力与云滴直径的6次方成正比,与雷达波长的4次方成反比,因此测云雷达的工作波长均较短,常用的为1.25厘米和0.86厘米。测云雷达的工作原理与测雨雷达相似。其天线结构简单,多数垂直向上。通常采用A式或R式距离显示器,用照相或记录器记录回波。

 

工作方式

  测云雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波,它在传播过程中和大气发生各种相互作用。利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变,了解天气系统的结构和特征。

工作范围

  主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时,还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小,测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透,只能用测雨雷达探测。

计算公式

  目标距离的测定:由电磁波的传播速度(近似v=c)和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔Δt来确定。

  r=c Δt /2

  通常,时间间隔以μs为单位,故上式可写成:

  r=0.15Δt(km)或r=150Δt (m)

数据处理

  目标方位角和仰角的测定:目标的方位角和仰角的测定是依靠天线的方向性来实现的。天气雷达的天线具有很强的方向性,它能将探测脉冲的能量集中地向某一方向发射。同样,它也只能接收沿同一方向来的回波信号。所以,只有当天线对准目标时,才能接收到目标的回波信号。根据这一原理,当发现目标时,天线所在的方位角和仰角就是目标相对于雷达的方位角和仰角。

  目标特性的测定:气象目标对雷达电磁波的散射是雷达探测大气的基础。

  降水回波:云、降水粒子的散射。随相态、几何形状不同而异,雷达回波功率是由有效照射体积内所有气象目标产生的。

  晴空回波:在大气中的无云区或很小粒子所组成的云区探测到回波。气象条件两种:一是大气中存在折射指数不均匀的区域,即湍流大气造成了对雷达波的散射;二是分层大气中存在折射指数垂直梯度很大的区域,即大气对雷达波造成了镜式反射。