多普勒天气雷达资料分析-PPT课件.ppt

引言WeatherRadarinChina多普勒天气雷达的组成和探测原理一、雷达的三部分中国新一代天气雷达系统简介
1、雷达数据采集系统（RDA）
2、雷达产品生成子系统（RPG）
3、主用户处理器子系统（PUP）1、雷达数据采集系统（RDA）发射机
取得雷达数据的第一步是发射一个射频（rf）信号。这主要由速调管放大器（相当于老式雷达中的的磁控管）来完成。该放大器产生一个高功率（峰值功率750kw）非常稳定的10厘米的射频（rf）脉冲。
在这里稳定是非常重要的，产生的每个脉冲必须具有相同的初位相以保证回波信号中的多普勒信息能够被提取。一旦rf脉冲被产生，就被送到天线。天线
天线是RDA的一个部件，它将发射机产生的rf信号以波束的形式发射到大气并接受返回的能量（粒子的后向散射能量）。SA雷达的天线仰角变化范围是从0.5度到19.5度。天线仰角的设置取决于天线的扫描方式（scanstrategy共有三种）、体扫模式（volumecoveragepattern：VCP）和工作模式（operationalmode分为晴空和降水两种模式）。雷达操作员不能手动调节天线仰角，天线仰角只能通过上述三要素预设。
天线天线扫描方式（scanstrategy）

扫描方式告诉雷达在一次体积扫描（volumescan）中使用多少仰角和时间。WSR-88D和CINRADWSR-98D使用三种扫描方式：

扫描方式#1：5分钟完成14个不同仰角上的扫描（14/5）
扫描方式#2：6分钟完成9个不同仰角上的扫描（9/6）
扫描方式#3：10分钟完成5个不同仰角上的扫描（5/10）体扫模式(VCP:VolumeCoverPattern）

扫描方式确定一次体积扫中使用多少个仰角，而具体是哪些仰角则由体扫模式来规定。WSR-88D可有20个不同的VCP，目前只定义了其中的4个：
VCP11---VCP11（scanstrategy#1，version1）规定5分钟内对14个具体仰角的扫描方式。
VCP21---VCP21（scanstrategy#2，version1）规定6分钟内对9个具体仰角的扫描方式。
VCP31---VCP31（scanstrategy#3，version1）规定10分钟内对5个具体仰角的扫描方式。
VCP32---VCP32（scanstrategy#3，version2）确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。不同之处在于VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用短脉冲。
WSR-98D未定义VCP32。
工作模式（OperationalMode）

WSR-88D使用两种工作模式，即降水模式和晴空模式。雷达的工作模式决定了使用哪种VCP，而VCP又确定了具体的扫描方式。

工作模式A：降水模式使用VCP11或VCP21，相应的扫描方式分别为14/5和9/6。

工作模式B：晴空模式使用VCP31或VCP32，两者都使用扫描方式5/10。
接收机

当天线接收返回（后向散射）能量时，它把信号传送给接收机。由于接收到的回波能量很小，所以在以模拟信号的形式传送给信号处理器之前必须由接收机进行放大。相干接收机RDA监控计算机2、雷达产品生成子系统（RPG）3、主用户处理器子系统（PUP）二、多普勒天气雷达的工作原理天气雷达的基本工作原理SINGLERADARS发射系统
天线系统
接收系统
信号处理系统
显示系统二、多普勒天气雷达的工作原理描述单个粒子后向散射能力的大小雷达反射率，雷达反射率因子（粒子群）小粒子散射大粒子散射Z的意义
Z值的大小只取决于云、雨滴谱的情况；
Z正比于D6，一方面表明粒子越大，Z越大，回波功率也就越大，另一方面也表明少数大粒子将提供回波功率的绝大部分。
根据雷达方程：，可以方便的通过雷达回波功率了解云、雨情况。
的意义
能够产生同样回波功率的、与小球形粒子的相当的Z的数值；
引入后，即使是较为复杂的Mie散射，仍然可以使雷达气象方程保持Rayleigh散射时较为简单的形式。雷达反射率因子的分贝表示形式雷达气象方程距离折叠与速度模糊

1最大不模糊距离与距离折叠
2最大不模糊速度与速度模糊
3多普勒两难1最大不模糊距离与距离折叠2最大径向速度与速度模糊某一PRF最多只能测量PRF的多普勒频率，

多普勒频率表达式为：代入上式，可得速度模糊示意图三、雷达的PPI扫描方式PPI显示结果的空间分布LocatingaTargetThesecondistheangleofthebeamwithrespecttotheground;calledthe"elevationangle".Thethirdpieceofinformationneededisthedistance(D)fromradar