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机载气象雷达探测系统总体关键技术研究

高玉春  
【摘要】: 机载气象雷达探测系统主要关注在空基平台上对气象目标的探测,这是气象探测发展的地基-空基-天基三个层次进行探测的中间层次。气象雷达在地面的应用最早也最广泛,目前新一代天气雷达建设中包括了全国范围内216部S波段和C波段的建设任务。此外地面上还在局地天气监测中大量使用X波段测雨雷达,测云雷达是最近几年刚刚发展起来的雷达系统,目前正在地面的科学试验中进行验证。天基气象雷达-即星载雷达,只有国外的卫星上有主动遥感的雷达系统。我国缺乏空基天基的气象雷达系统。 本文探讨空基气象雷达探测系统,或称机载气象雷达探测系统,主要研究气象雷达探测系统的总体关键技术:机载气象雷达系统和地面气象雷达系统的差别;相控阵体制的雷达天线的特点;毫米波的透镜天线和反射板的关系;W波段速调管具有的脉冲压缩能力;雷达探测模式;信号处理和数据处理系统的关系;惯导系统;地物杂波对气象目标的干扰。 通过以上研究,获得如下成果:I/Q信号的实时记录是分析机载气象雷达功能、地物杂波消除能力的重要手段;推导出用于相控阵气象雷达的反射率计算公式;得出了非等角度显示回波解决相控阵波束分辨率不一致的结论;给出了机载雷达的特定扫描方式;给出了机载雷达接收系统的瞬态响应测试方法;提高W波段雷达性能的手段;初步建立地面应用系统和验证测试方法等。 根据本文的研究表明:机载气象雷达探测系统是一个复杂的系统,必须注意关键技术的研究,包括考虑雷达系统组成、标定、动平台工作方式、数据的采集、地面应用、验证等各个方面,方可确保该系统的性能指标达到要求。


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