气象雷达之演讲稿
老师好，同学们好，我们小组的课题是气象雷达的现状。下面我们将从四个方面阐述我们小组对气象雷达现状的认识。
在这之前要说一说气象雷达的概况。气象雷达是专门用于大气探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备，气象雷达主要用来探测气象状况以及变化趋势，如风、雨、云等，是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一。
下面进入第一个模块，气象雷达的分类及作用。
测云雷达是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。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。
毫米波测云雷达就是其中的一种，它通常用于识别云的相态，主要用于机场、港口、气象、大气物理研究等部门进行的非降水云和弱降水云探测，可以提供云底高度、云顶高度及云厚等信息，判别云的属性、晕的相态及云滴谱分布等。
然而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，因而只能用测雨雷达探测。
测雨雷达又称天气雷达，是利用雨滴、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。测雨雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。据不完全的资料分析．世界上的测雨雷达发展至今，已有上千部之多。而其中以美国英国、日本、法国的发展最为迅速，不仅装备本国，而且出口到世界上的许多国家。
多普勒天气雷达是现如今应用最广泛的测雨雷达。多普勒天气雷达是以多普勒效应为原理测量云和降水粒子等相对于雷达的径向运动速度（叫作多普勒速度）的雷达。它为大气探测；水平风场的结构；垂直气流的结构；某些降水云中粒子直径的分布；特别是比较准确地辨认与龙卷、冰雹、地面危险风等现象相一致的“中气旋”的存在,研究湍流的基本特性和大范围的平均流初提供了前所未有的机会。
多普勒天气雷达包括脉冲多普勒天气雷达和双线偏振多普勒天气雷达。
为了识别降水目标、区分不同的降水类型,人们采用多参数雷达进行天气研究,其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一, 它是根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同对降水类型进行识别和分类的。双线偏振天气雷达对云雨时空变化的连续观测,可明显提高对水成物形成的微物理过程的理解,提高降水强度的估测精度, 改善雷达测量单点和流域的降水强度和降水总量的效果。脉冲多普勒天气雷达是大气探测和天气预报的有力工具，它不仅能够探测云高、云厚、云底高、云内含水量、云中流场径向分量及风暴中的气流和湍流的活动区，而且对300KM的中尺度风暴、强的风切变、冰雹、龙卷、大风等灾害性天气具有实时监测和报警能力。可以广泛应用于机场、部队、油田、林场、盐场、农场、海洋等专业气象台及地区、县、市气象台站并能够在灾害天气预报、气象导航、防灾减灾，农业增产以及辅助军事作业等方面发挥重要作用。
脉冲雷达原理：以一特定频率发射高频能量脉冲时，在同一距离门内接收的不同径向速度目标回波有不同的多普勒频移
测风雷达用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器，不断对气球进行定位。根据气球单位时间内的位移，就能定出不同大气层水平风向和风速。在气球上同时挂有探空仪，遥测高空的气压、温度和湿度。
风廓线雷达是典型的例子~
大气中存在着各种不同尺度随时间变化的湍流, 它们能引起折射指数的不规则变化,对无线电波产生散射作用。风廓线雷达向天空发射无线电波, 接收到的回波是由于大气湍流对电磁波的散射而产生的。通过对回波的处理和分析就可以获得湍流大气的多普勒系数和强度系数, 从而反演出湍流强度、运动方向和运动速度随高度的分布。
调频连续波雷达是一种探测边界层大气的雷达。有极高的距离分辨率和灵敏度，主要用来测定边界层晴空大气的波动、风和湍流（见大气边界层）。在边界层外，流体的速度接近定值，不随位置而变化。在边界层内，在固定表面上流速为0，距固定表面越远，速度会趋近一定值。
圆极化雷达。一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波，而圆极化雷达发射的是圆极化波。雷达发射圆极化波时，球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波，而非球形大粒子（如冰雹）对圆极化波会引起退极化作用，利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征，圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。
气象雷达对大气探测起到了很大的帮助，然而雷达在气象观测中的应用尚存在一些局限性。例如, 目前的气象雷达技术尚不能完全满足气象科学与业务的实际需要, 用雷达探测降水尚受到地物( 低仰角观测时) 等因素的影响; 还不能将气象雷达装载在气象卫星上使用等。
关于气象雷达的组成其实很简单，控制面板、显示器、天线和收发机构成了气象雷达主要部件。机载气象雷达还需由垂直陀螺提供倾斜和俯仰稳定信号，倾斜和俯仰信号可以由单独的垂直陀螺组建提供，也可由惯性基准系统提供。
在控制面板上可以选择雷达的工作方式，显示距离范围，扫描区域，设置增益等各项功能。
现在飞机的气象雷达信息一般都显示在EFIS而不再用单独的雷达显示器。除可显示目标的强度及位置信息外，还可以显示各种文字信息、辅助信息及系统状态等。用不同的颜色直观的表示出气象信息的强弱，以极坐标的方式表示出探测的目标的距离及方位，通过距离标志圈可读出其数值。
天线主要作用是辐射和接收回波，同时还要进行方位扫略与俯仰、倾斜稳定，气象雷达天线组安装于飞机前端的雷达罩内，天线的方向性越强，雷达的作用距离越远，测向精度和分辨率也越高。
收发机是该系统的核心部件，发射机产生具有足够功率的周期性的矩形脉冲射频信号，而接收机则是提取所需的回波信号并将其转换为数据传输给显示器。雷达收发组总是安装在靠近天线的位置，以尽可能减少连接波导的长度。
三、那么气象雷达的发展现状是什么样的呢。
首先来看看国外的情况。
欧洲国家由于国土紧密相连, 采取联合方式建立雷达网, 使雷达探测资料在天气预报中得到充分利用。欧洲天气雷达仍然以发展C 波段多普勒雷达为主,双PRF 技术可能用脉冲压缩技术来代替。
日本开发了一种直径仅1 米的小型雷达,其性能与机场等使用的大型气象雷达相当。观测几乎是实时的,时间仅需约1 分钟。由于体积小,能安装在汽车和小型船舶上,可预测1 平方公里小范围内的天气现象，非常方便。
美国在20 世纪80 年代初开始研制全相干脉冲多原普勒天气雷达,1988 年开始批量生产, 并由此组成的美国下一代天气雷达网(NEXRAD) 作为美国气象现代化的重要组成部分开始实施。美国联邦航空局在纽约已成功地研制成一部风切变告警雷达。该雷达是一部多普勒C波段雷达,可以全自动探测和告警显示机场周围的恶劣天气,防止风切变造成的危害和微爆现象。
加拿大自1998 起的 6 年时间内完成了“国家多普勒雷达计划”, 主要沿人口密集、灾害性天气频发并造成巨大灾害的海岸线布设了30 部多普勒雷达, 其中11 部多普勒雷达是完全新建的, 其余19 部则是原有的常规雷达翻建成具有多普勒雷达功能的。目前加拿大正在进行将多普勒模式下的作用距离加大到240km的技术开发。雷达网的建成, 使得对龙卷的预报从几乎不可能到提前15min ～20min, 对风暴位置和雨雪量级做出了比以前更为准确的预报。
那么国内的水平目前是
再来看中国。
气象雷达随着国家气象局以及各地方政府关于气象防灾减灾工作的日益重视，在“十二五”计划中得到体现，如未来5年，新一代天气雷达将在现有158部的基础上继续增补60部左右；风廓线雷达探测系统将建设对流层风廓线雷达探测站120个，边界层风廓线雷达探测站180个；添置10部左右的机动式多普勒测雨雷达的需求等。我国于20世纪90年代开始了多普勒天气雷达阶段。随着国际天气雷达技术发展的新趋势和国家需求的增长，我国确定了发展新一代多普勒天气雷达的思路，并相应制定了新一代多普勒天气雷达功能规格需求。此阶段，我国多普勒天气雷达的颜值和应用水平得到了极大提高，与发达国家在技术和应用上的差距已在10年以内。
我们在不久前进行了【实地参观】
海洋局站
经国家海洋局北海分局的张主任介绍，海洋方面运用气象雷达不多，主要是运用了多普勒雷达探测海面上云层含水率从而预测天气变化。
在其他方面：X波端雷达：测波浪，安放在山头站点或车上
SAR雷达：卫星雷达，主要观测海洋环境，用于预报灾害性海
洋环境污染，如溢油，虎苔事件。
地波雷达：测两个站点间的海流，测一个剖面，使用不频繁。
只有在对海流有特别精细要求时使用，如奥帆赛期间。大洋海
流数据主要来自浮标，站点和船舶。
气象局站
我们在麦岛的气象观测点了解到，海洋要素的观测一般通过海上小浮标来实现，主要测量波高及波的周期，对海啸、地震的监测会与海洋局内网建立联系，还有对气温、气压、能见度、潮位的监测。在验潮室，有对称的卷尺测量潮高，验潮室与海面之间建有温盐传感器，这些数据均可在专门的仪器上显示出。
麦岛的气象观测场是25*25m的标准观测场，由于多普勒气象雷达刚刚建起还没有投入使用，我们观看了气象观测场的其他仪器。我们亲眼看到了干湿球温度器、自动测温传感器、人工及自动的雨量器，其中有翻斗式雨量传感器、还有海啸预警观测台和GNSS测量地壳的仪器。在雷达周围还有避雷针和测风的仪器。
现如今气象雷达还有许多新型技术。
双( 多) 基地雷达
双( 多) 基地雷达主要针对常见的单基地雷达而言的。单基地雷达一般是收发同址, 即接收站和发射站位于同一个地方, 而双(多) 基地雷达则是收发异址, 具有一(多)个发射站和一(多) 个接收站, 以离散的形式配置。从布置的位置方面来看, 可分为地发/ 地收, 空发/ 地收, 地发/ 空收等几种形式, 多基地雷达还具有一发多收, 多发多收等形式。而双(多) 基地天气雷达系统一般采用地发/ 地收, 由一部常规的多普勒天气雷达与一个或多个没有发射系统和天线伺服系统、布置在远处的双基地接收站组成。它可以从不同的角度对同一个天气目标进行观测, 还可直接测量得到反射率、垂直风、涡流等, 利用这些参数应用大气热力学原理可进一步反演出相关的气压与温度。
相控阵天气雷达
相控阵多普勒天气雷达,主要优势是可以提高获取资料的时间分辨率、进一步提高探测能力，它能够快速而精确地转换波束的能力使该雷达能够在1min内完成全空域的扫描, 同时获取大量的气象信息。所采用的阵列天线是由大量相同的辐射单元组成的孔径, 每个单元在相位和幅度上是独立控制的, 能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。
激光天气雷达
激光雷达是一种拥有可以精确地、快速地获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术的雷达，应用范围和发展前景十分广阔。它主要是通过分析由激光器发射的激光与大气中的折射率不均匀层以及遇到气溶胶等大气粒子后, 产生的后向散射(回波信号) 而得到的大气一些物理参数, 如风速、大气温度、大密度等。根据激光与大气作用方式和探测目的的不同, 演变出多种不同类型的激光雷达。米(Mie) 散射激光雷达可连续地探测大气边界层中气溶胶粒子的光学特性以及气溶胶粒子和大气边界层高度的时空分布。差分吸收(DIAL) 激光雷达可探测大气边界层中污染气体, 如NO2、SO 2、O
3等含量的时空分布。拉曼(Raman) 激光雷达根据同时接收到的水汽和氮气分子对激光后向散射信号的比值, 就可以计算出水汽混合比,探测边界层中水汽含量的时空分布。
双波长雷达
双波长雷达是通过比较不同波长的回波强度, 给出定量结果,它使强对流天气的分析取得了一定的进展,当今苏联已在全境设置了双波长天气雷达网。
双极化雷达
又叫偏振分集雷达, 这种雷达主要用于考察散射粒子的变形特性, 从而研究风暴中不同粒子的空间分布, 研究非球形降水粒子对电磁波散射特性的影响以及雨区中识别冰雹。我国兰高所在双极化雷达的研究上已经做了大量工作, 取得了有效的进展, 为双极化雷达的研制打下了基础。气象雷达组网
气象雷达是灾害天气监测和预警的重要手段，但单部雷达的监测能力有限，一些天气系统本身会跨越多部雷达覆盖区域，且由于扫描策略（只能在0.5度到19.5度仰角范围内以一定时间间隔扫描）以及地球曲率的影响，即使在雷达的有效探测范围内也有部分区域无法被观测到。因此，为了提高中尺度灾害性天气的研究及预警能力，必须把来自多部雷达的资料进行组网。
目前气象雷达组网存在三种形式：
1 、新一代天气来打的组网
2 、多基站技术，即一发多收的多接收站天气雷达系统
3、网络雷达技术，即分布式协同自适应探测网络天气雷达系统
气象雷达在当代已有了很好的发展与应用，更好技术的开发与利用需要每一个气象人才的共同努力。
谢谢大家！
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
二、选择与填空题整理 1.对流层中温度的变化是：【随海拔高度的降低温度升高，湿度加大。】 2. 光合辐射的有效波长：【0.4~0.7um】 3.一团未饱和的湿空气作垂直上升运动时，当r > rd时，大气处于：【不稳定状态】（r相对湿度，rd饱和差，r越大越不稳定） 4.在一天中，土壤表层最低温度出现在：【日将出的是时候】 5.夏热冬冷，春温高于秋温，气温的日较差、年较差大是：【大陆性】气候的特点。 6.在北半球吹地砖风时，背风而立，则低气压在：【左边】 7.暖锋过境，降水区一般出现在：【锋前】 8.在北半球海洋航行，遇到台风威胁时，应驾船驶往风向的【右边】才能脱离危险。 9.昆明四季如春的主要原因【受滇黔准静止锋的影响】 10.每年3月21日前后出现的节气是【春分】 11.根据温度、水分、电荷等物理性质，可将大气从地面到大气上界分为五层，即【对流层】【平流层】【中间层】【热层】【散逸层】 11.空气的饱和差也是反映空气湿度的物理量，当饱和差【小】，空气湿润，当饱和差【大】，空气干燥。 13.气温日较差表示【一天内】最高气温与最低气温之差。 14.根据植物对光照强度的要求，可把植物分为【喜光】【耐阴】 15.大范围地区盛行风随季节变化而引起气候变化的现象称【季风】 16.地中海气候的特点【夏季高温干燥，冬季温暖多雨】 17.根据冷锋移动数度的快慢，可将其分为【急行冷锋】和【缓行冷锋】 18.中国气候的特征有【季风明显、大陆性很强、气候类型多样性】 19.贵州气候的三大特征是【季风性】【高原性】【多样性】 20.小气候的改善主要措施：【灌溉】【翻耕】【镇压】【垄作】及【间作】 21.晴朗的天空呈蔚蓝色是因为【大气对短波的蓝紫光散射的结果】 22.我国新疆的瓜果甘甜可口，最主要的人原因是【光照强度强】 23.“十雾九晴”或“雾兆晴天”主要指的是【辐射雾】 24.相对降水率变大说明【旱涝可能性大】 25.逆温出现说明大气是【稳定】 26.随着绝对湿度的增加，露点温度【增大】27.太阳辐射是【短波辐射】 28.世界有名的大沙漠都分布在【副热带高压带】 29.水分凝结的两个条件是【有凝结核存在】【水汽达到饱和或过饱和】 30.气压场的基本形式有【低气压】【低压槽】【高气压】【高压槽】 31.根据气团的移动，可把锋分为【暖锋】【冷锋】【准静止锋】【锢囚锋】 32.表示季节变化的节气有【立春】【夏至】【秋分】【冬至】 33.季风气候的特点【风向具有明显的季节变化，夏季高温多雨富有海洋性，冬季寒冷干燥富有大陆性】 34.影响我国的主要起团有【极地气团】【热带气团】【赤道气团】【变性的下降气团】【变性的热带海洋气团】【热带大陆气团】【赤道海洋气团】 35.气候形成的主要因素【太阳辐射】【下垫面因素】【大气环流因素】【人类活动因素】 35.作用于风的力有【水平气压梯度力】【水平地转偏向力】【摩擦力】【惯性离心力】 36.我国年降水量的分布特点【夏季多余，冬季干燥，东南多雨，西北干旱】 37.我国属于【亚热带草原湿润季风气候】 38.大气中的O3主要集中在【平流层，该层紫外线辐射强，易形成O3】 39.大气中的水汽【对地面起保温作用】 40.反射率的日变化是早晚大，中午小，其原因是【太阳高度角决定的】 41.露点温度表示【空气中水汽的含量】 42.一个标准大气压等于【1013】百帕。 43.冷暖气团之间的过渡地带称为【锋面】 44.气候形成的基本原因之一是【太阳辐射在地球表面分布不均】 45.我国降水量最多的地区是【台湾北部】 46.贵州辐射能以【西部】最多。 47.干燥疏松的土壤其表土【升温和降温都快】 48.空气中的CO2和H2O能强烈吸收地面放出的【长波】辐射，所以称作【温室气体】 49.导热率大的土壤，其热量传递【快】，地面温度日较差【小】 50.暖锋降水在【锋前】，冷锋降水在【锋后】 51.人类活动对气候的影响是多方面的，在工业地区和大都市局部地区作用更加显著，产生城市【热岛效应】 52.水面蒸发与气温和【饱和差】成正比，与【气压差】成反比。
长沙航空职业技术学院毕业设计（论文） 题目：某型机载气象雷达显示器常见故障检测与维修 学生姓名李海勇 系别航空装备维修工程系 专业飞机控制设备与仪表 班级机载0901班 学号200900141052 指导教师尹倩倩老师 职称讲师 二0一二年五月二十日 长沙航空职业技术学院
长沙航空职业技术学院 2012 届毕业生毕业设计（论文）任务书 学生姓名李海勇学号200900141052系别航空系班级机载0901 指导教师尹倩倩老师 设计（论文）题目：某型机载气象雷达显示器常见故障检测和维修1.总体设计提纲： （1）机载气象雷达系统的组成及其各部分的作用； （2）气象雷达的探测原理和显示器的显示原理； （3）气象雷达显示器的组成和工作原理； （4）举例分析了气象雷达显示器常见故障的检测和维护； （5）彩色显示器常用的检修方法。 2.阶段设计任务： 第一阶段：拆装某型飞机机载设备，查找相关实物及资料； 第二阶段：查找相关文献资料，写出初步设计论文大纲； 第三阶段：开始论文的落实，并将论文初稿交老师修改； 第四阶段：再次查找资料并进行论文的查错及补漏； 3、技术和量化要求： 机载气象雷达显示系统是机载重要的显示系统之一。雷达显示系统需要数据采集器/集中器，显示管理处理器，字符/图形发生器，显示单元等组件。所以要想做好气象雷达显示器常见故障的检修工作就必须了解或掌握气象雷达整个系统的工作原理，除了这些还得需要掌握显示器组成和各个部分工作的电路原理，掌握必要的故障检测方法。 4、参考文献和资料目录：[1] 空客飞机制造公司飞机维护手册 [2]民用航空电子系统 [3]彩色显示器常见故障及检修
波导开关和波导管导致的雷达故障分析 作者：万海焰杨祝平 进入夏季，雷雨频发，气象雷达作为飞机自备的气象导航设备，对于飞行员饶飞雷雨区、保障飞行安全的重要性不言而喻，其作为飞行员的眼睛的作用非常突出，本文从实际例子出发，简述波导开关和波导管导致的气象雷达故障，文章结尾提出维修建议，仅做参考。 一、故障现象： 机组空中反映右气象雷达故障，空中选择右侧雷达时无雷达图像，该机前一航班已反映该故障，并在北京更换右雷达收发机，且测试正常。 二、故障处理过程 地面在CMC上测试右侧气象雷达通过，但选择气象位测试右侧雷达却无雷达图像，判断波导电门故障，更换电门后测试雷达图像正常。这不禁让人疑惑，为什么CMC上测试能通过，而实际上右侧气象雷达失效，下面就雷达系统原理简要作一分析。同时此次飞机故障还发现了从波导开关出来的第一段公共波导管裂开损伤，已经穿透波导管，如下图所示，因无波导管备件，临时修复执飞两个航班正常，后因波导管在振动情况下裂开程度加大，导致了波导在波导管里传输时射频能量损失，出现波形失真，当损失足够大时，就会导致发射的雷达射频波能量很少，从而接收的雷达回波经过二次损失也会很弱，进而导致无雷达图像情况的出现，这也是在平时维护过程中应极力避免的，因为每次拆装波导开关都需要拆装该波导管。
三、故障原理分析 747-400飞机的雷达系统是一个相对独立的系统，其输入信号有惯性基准组件IRU、大气数据计算机ADC、无线电高度表RA、EGPWS 和TCAS等,其中，左和中IRU给左雷达收发机提供稳定信号，右和中IRU给右雷达收发机提供天线稳定信号；ADC提供空速、地速和偏流角以计算风切变；RA提供高度信号以自动启动前位风切变；EGPWS、TCAS和WXR三者的警告有相互级别不同的抑制作用。 747-400飞机的雷达系统由雷达收发机、雷达控制面板、EFIS控制面板“WXR”开关、波导管、波导开关、雷达罩、天线和天线驱动组件组成。 因为本次故障现象中，左侧气象雷达使用正常，这就排除了两部雷达收发机收发回路公共部分故障的可能性了，即波导管公共部分（波导开关出来至天线部分）、天线和天线驱动组件均无故障。故障的可能性集中在雷达收发机、控制面板、波导开关和下图的从波导开关至右侧雷达收发机之间的雷达反馈波导”R/T FEEDER W A VEGUIDE”,通过串件或地面CMC测试都可以排除雷达收发机、控制面板的故障可能性。下面重点分析下波导电门。
雷达信号处理技术与系统设计 第一章绪论 1.1 论文的背景及其意义 近年来，随着电子器件技术与计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域。 雷达信号的动目标检测(MAD)是利用动目标、地杂波、箔条和气象干扰在频谱上的差别，抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或低速杂波信号。区分运动目标和杂波的基础是它们在运动速度上的差别，运动速度不同会引起回波信号频率产生的多普勒频移不相等，这就可以从频率上区分不同速度目标的回波。固定杂波的中心频率位于零频，很容易设计滤波器将其消除。但对于运动杂波，由于其多普勒频移未知，不能像消除固定杂波那样很容易地设计滤波器，其抑制就变得困难了从本质上来讲，雷达信号的检测问题就是对某一坐标位置上目标信号“有”或“无”的判断问题。最初，这一任务由雷达操作员根据雷达屏幕上的目标回波信号进行人工判断来完成。后来，出现了自动检测技术，一开始为固定或半固定门限检测，这种体制下当干扰和杂波功率水平增加几分贝，虚警概率将急剧增加，以至于显示器画面饱和或数据处理过载，这时即使信噪比很大，也不能作出正确的判断。为克服这些问题进而发展了自适应恒虚警(Constant FalseAlarm Rate，CFAR)检测。CFAR 检测使得雷达在多变的背景信号中能够维持虚警概率的相对稳定，这种虚警概率的稳定性对于大多数的雷达，如搜索警戒雷达、跟踪雷达、火控雷达等。
第二章 雷达信号数字脉冲压缩技术 2.1 引言 雷达脉冲压缩器的设计实际上就是匹配滤波器的设计。根据脉冲压缩系统实 现时的器件不同，通常脉冲压缩的实现方法分为两类，一类是用模拟器件实现的 模拟方式，另一类是数字方式实现的，主要采用数字器件实现。 脉冲压缩处理时必须解决降低距离旁瓣的问题，否则强信号脉冲压缩的旁瓣 会掩盖或干扰附近的弱信号的反射回波。这种情况在实际工作中是不允许的。采 用加权的方法可以降低旁瓣，理论设计旁瓣可以达到小于-40dB 的量级。但用模拟技术实现时实际结果与理论值相差很大，而用数字技术实现时实际输出的距离旁瓣与理论值非常接近。数字脉压以其许多独特的优点正在或已经替代模拟器件进行脉冲压缩处理。 2.2 数字脉压实现方法 用数字技术实现脉冲压缩可采用时域方法或频域方法。至于采用哪种方法。 要根据具体情况而定，一般而言，对于大时宽带宽积信号，用频域脉压较好；对 于小时宽带宽积信号，用时域脉压较好。 2.2.1 时域卷积法实现数字脉压 时域脉冲压缩的过程是通过对接收信号)(t s 与匹配滤波器脉冲响应)(t h 求卷积的方法实现的。根据匹配滤波理论，)()(0*t t s t h -=，即匹配滤波器是输入信号的共轭镜像，并有响应的时移0t 。 用数字方法实现时，输入信号为)(n s ，起匹配滤波器为)(n h ，即匹配滤波器的输出为输入离散信号)(n s 与其匹配滤波器)(n h 的卷积
气象学名词解释 (一)天气图与气象卫星云图 用于分析大气物理状况和特性的图统称为天气图。通常专指表示某一时刻、在一大范围地区内的天气实况或天气形势图，是根据同一时刻各地测得的天气实况，译成天气符号、折合数字，按一定格式填在空白地图上而制成。主要有地面天气图和高空天气图两种。前者填写的数值和符号有海平面气压、气温、露点、云状、云量、能见度、风向、风速、现在天气、过去天气等。根据图上气压值绘出等压线，结合温度、露点、天气现象标出各类天气系统和天气形势及其天气分布等。后者填写有关层次的高度、温度、湿度、风向、风速等。根据图上高度和温度值分别绘出等高线和等温线，从而显示出空间天气系统及其天气形势的分布。通过地面天气图、高空天气图的三维分析，预测未来天气的变化。 卫星云图是气象卫星拍摄发送回来的云的图片，能显示出大范围的云况，是天气预报的参考依据之一。在图上标有经线和纬线，通过分析，能提供各地上空所存在的各种天气系统、追踪系统的移动和发展，并可推断风和其他气象要素的分布。根据卫星上装置仪器的不同，发送来的卫星云图分为红外卫星云图和可见光卫星云图两类。由于卫星云图比较准确、及时、直观，已成为防汛人员了解掌握天气变化趋势和做好防汛抗旱工作的有力工具。 (二)地面等压线和3000ｍ上空，308线…… 在分析地面图时，将气压相等的各站的连线叫做“等压线”。从等压线的分布可以看出高压、低压等气压系统的所在地区，经过比较，就可以掌握它们的动态。在分析高空图时，将某一等压面位势高度相同点的连线叫做“等高线”。由于降水云系主要形成于3000ｍ左右的上空，因而分析700ｈＰａ等压面的天气形势尤为重要。气象广播中经常提到“3000ｍ上空，308线在……一线”，指的是700ｈＰａ等压面的天气形势，为了便于理解，故称为“3000ｍ上空”，308线就是气压为700ｈＰａ，位势高度为3080ｍ(以什米为单位，即位势为３０８什米)的各地连成的等高线。 (三)高压、高压脊 在分析天气图时，有些等压线是闭合曲线，如果其中心的气压值比周围高，这个区域叫做高压控制的区域，其中气压最高的地方，称为“高压中心”。自高压中心向外，气压逐渐下降。由于沿各个方向气压的下降率不同，所以等压线不是以高压中心为圆心的一组同心圆。气压降得慢的部位，等压线就从高压中心向外凸出，该凸出部分，叫做“高压脊”。在高压(或高压脊)控制的地方，空气由于受地球自转的作用，不断沿顺时针方向向外流散，在它的上空，就会有空气下沉补充流走的空气。高空空气在向低空流动的过程中，温度逐渐升高，空气中的水汽(或云滴)就会不断蒸发，同时也使地面的水汽和尘埃不易上升凝结。所以，在高压中心附近，一般都是晴到少云天气。 (四)低压、低压槽 在分析天气图时，如果闭合等压线内的气压比周围低，就称为低气压(简称“低压”)。低压区域内气压最低的地方，叫做“低压中心”。自低压中心向外，气压逐渐升高，但是沿各个方向气压的升高率不同，气压升高缓慢的部位，等压线就自低压中心向外凸出，该处的气压低于毗邻三面的气压，形似凹槽，故称“低压槽”。和高压的情况相反，低压周围的空气是呈逆时针方向向内流动的，由于受到地面的阻挡，流向低压中心的空气只能向上流动，形成“上升气流”，并把近地层的水汽和尘埃带到高空。空气在上升过程中，温度不断降低，冷却凝结为云、雨。所以在低压系统影响时易出现阴雨天气。 (五)倒槽、气旋波 低压槽一般自低压中心伸向偏南或西南方，槽向北或东北方向开口。若低压中心伸向北或东北方向，槽向南或西南开口，地面天气图上等压线呈“∧”型的低槽叫做“倒槽”。如果在低压的西北侧有冷空气侵入，东南侧有暖空气绕低压中心旋转运动，这样的低压中心，就叫“气旋波”(或叫“气旋”)。 (六)槽线、切变线 槽线，就是连结自低压中心到低压槽内气压最低的点而成的一条线，通常呈东北～西南向或北～南向，槽线的两侧风向有明显转折。在水平方向，槽前盛行西南暖湿气流，槽后为干燥的西北气流。在垂直方向，槽前有上升运动，如水汽充沛，常产生降水；槽后为下沉气流，天气转晴。 在槽线的两侧有明显的温度差异和风向的转变。如果在某一地区范围内，只有风的转变，没有明显的温度差异，这就叫“切变线”。当切变线形成后，由于两侧风向、风速的不一致，使切变线区域内形成辐合带，使大量气流上升，因此在切变线影响下，常出现阴雨天气。 (七)冷锋、暖锋、静止锋 性质不同的冷暖气团相遇而形成的交界面，通称“锋面”。锋面分冷锋、暖锋、静止锋等。因为锋面附近，是冷暖空气
雷达气象期末复习整理版 雷达气象 第一章 第一节 1 雷达的含义，雷达气象含义及其用处 Radar ：通过无线电技术对目标物进行探测和定位，确定目标位置和强度的技术。 气象雷达：是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达，常称为“千里眼、顺风耳”。 雷达气象：利用气象雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。 2 气象雷达的特点 气象雷达是雷达中的一个重要成员，探测的对象是覆盖整个地球的大气，不受季节、昼夜和天气条件的影响，能全天时、全天候工作，不受能见度，探测条件的影响。采用大功率发射机、高增益天线、高灵敏接收机，可增加雷达威力，探测数百公里外的目标。现代化的雷达机，与计算机技术结合，使其数据处理技术进一步提高，测定目标的精度更高。 3 我国雷达分布情况 根据天气现象： ? 沿海地区：暴雨台风多，S波段（5cm）为主 ? 内陆地区：一般性降水，C波段（10cm）为主 电磁特性：暴雨，S波段穿透能力强，衰减小；一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强4 我国天气雷达的应用 强对流天气的监测与预警：灾害性大风、冰雹和暴洪。天气尺度和次天气尺度降水系统的监测。 应用：人工影响天气、降水测量、风的测量、数据同化。 第二节 1 我国新一代雷达的组成部分----雷达的硬件系统 新一代天气雷达系统的三个部分： （1）数据采集子系统（RDA）； 定义：用户所使用雷达数据的采集系统。 功能：产生和发射电磁波，接收目标物对这些电磁波的散射能量，并形成数字化的基数据。
多普勒天气雷达常见故障分析与维修 发表时间：2018-10-23T15:34:09.080Z 来源：《科技研究》2018年8期作者：汪鸿滨 [导读] 并提出相应的维修维护措施，以确保多普勒天气雷达始终可以保持正常运行状态。 （甘肃省天水市气象局甘肃天水 741000） 摘要：本文主要根据甘肃省天水市气象局多普勒天气雷达运用实际，对多普勒天气雷达运行中常见故障进行分析，并提出相应的维修维护措施，以确保多普勒天气雷达始终可以保持正常运行状态。 关键词：多普勒天气雷达；常见故障；分析；维修维护 引言 多普勒天气雷达是综合气象观测系统的重要构成部分。随着科学技术的不断发展，多普勒天气雷达已经在我国大多数区域广泛运用，多普勒天气雷达的使用大幅度提升了气象要素以及各类天气现象探测业务的准确性，为中短期临近天气预报、灾害性天气的监测预测等气象业务的开展提供了更为有价值的资料依据，在气候监测以及气象预报中占据着举足轻重的地位。但是，在多普勒天气雷达实际运行过程中，有时候也会发生一些故障问题，在很大程度上影响了探测业务的顺利开展。基于此，本文针对多普勒天气雷达运行的常见故障以及维修维护措施进行分析，以进一步提升地方气象探测业务水平。 1.多普勒天气雷达组成以及运行原理 多普勒天气雷达属于一种高性能的数字化雷达，它主要由天线、天线罩、发射机、接收机、信号处理器、伺服系统、波导管以及显示器等部分组成。多普勒天气雷达采取全相干体质，共有七种型号，其中S波段有三种型号，分别为SA、SB、SC；C波段有四种型号，分别为 CINRAD-CB、CC、CJ 和 CD。 多普勒天气雷达运行原理：主要利用电磁波探测同目标物之间的距离和特性的无线电设备，散射是雷达探测大气的基础，天气雷达主要是在检测大气中散射波对目标物的性质进行测定。散射是电磁波照射到折射指数不均匀的物质上造成波传播方向发生变化的现象，其实质就是电磁波激发物质内部振动发射的次波不能被完全抵消。雷达在接收到散射电磁波的振幅、频率、相位等的信息后，可以很容易的获取到相关的天气系统。 2.雷达天线故障分析与维修 雷达天线在运行中时常会发生一些故障，所以需要注意日常维修维护。（1）雷达长时间运行，天线罩内部的机械部件会出现锈蚀，使得雷达运行出现故障。所以需要确保空气处于干燥状态且要求通风良好，防止机械部件出现锈蚀问题；（2）应对天线转轴部位实行年检，时常对油脂进行更新，及时查看磨损状态。对于俯仰箱内的轴承以及方位主轴等关键部件应该着重进行维修维护。在对油脂进行更新的时候应该注意，更新之前，应该提前利用汽油对残余油脂进行清洗，避免磨损之后的金属杂质被又一次带入轴承。此外，流环上的绝缘层特别容易因天线的转动时间长而出现磨损铜屑，进而致使出现短路，产生打火被烧毁。最科学合理的防御方法是采取酒精对汇流环以及弹簧触片进行清洗，在进行清洗时防止弹簧触片变形。在重新装设时重新对其压力进行调整，导致弹簧触片受力比较均匀，呈良好的接触状态。（3）为了避免发生故障时无法及时对相关部件维修更换，对气象探测业务造成不利影响，气象站应提前准备好方位电机的碳刷等配件。 3.发射机系统故障分析与维修 雷达发射系统故障通常有以下几个方面。（1）发射机无法正常运行，调制脉冲故障、调制脉冲过流。故障分析及维修方式：出现处理故障后，及时对雷达作系统故障复位，则故障得到排除，系统也能够正常运行，这表明监控系统所检测到为虚故障，也即是是因为对雷达系统内的部分检测点所设定的开关量比较灵敏，若检测值与设定值不一致，常常会形成虚报故障，但是系统的元件并没有损坏，因此，雷达监控系统一旦检测到有故障时，通常应先采取故障复位的措施进行处理，假如无法恢复正常，则需要对故障问题认真检查处理。（2）雷达系统作出“准加高压”的提示之后，而加高压时候雷达电源空气开关跳闸。故障分析及维修方式：通过分析发现，调制机柜内部的禁止脉冲信号出现接头接触不良的情况，导致脉宽调制器没有脉冲信号输进，致使调脉冲取样信号以及输出电压在短时间内均产生极大变化，导致调制脉冲波特别不稳，波形起伏较大，烧毁调制器IGBT模块，由此形成一反馈脉冲电流烧坏驱动板的驱动模块EXB841，还有二极管，系统中的控保电路为了避免器件发生损坏，将电源切断。针对上述故障，维修人员应该及时更换受损器件；对于输入禁止脉冲信号的接头需要利用酒精进行清洗之后旋紧，确保良好接触；采用示波器对EXB841进行更换之后需要调整好调制器触发脉冲。 为了减少发生发生系统故障的发生频率，需要定期将高频柜打开，清理灰尘、杂质，确保绝缘度；查看各监测仪数据显示是否正常，查看全部的插件是否插接良好，各类电缆接头位置是否旋紧，特别是高压点应该保持紧固，查看是否存在打火的状况，一旦发现故障问题应及时进行维修处理；此外，需要确保机房的干燥性，避免金属器件受潮氧化生锈而受损引发故障。 4.接收系统故障分析与维修 监测子系统没有故障提醒，但是终端没有回波显示。故障分析与维修：没有故障提示，表明系统内所设定的监测点的器件运行正常，在查看的时候暂且不考虑，需要先检查没有设置监测点的器件。通过对故障表现形式分析能够判断故障可能发生在没有设定监测点的回波通道上。对接收机的回波通道进行分析能够找出故障发生原因。接收机的前置放大器采取的IFD,但接收机前段模拟部分总增益只有43DB,所以测试接收机信号时，均无法像采取模拟接收机那样，直接检测接收机，需要在终端以及信号处理器观察以及检测。通过小功率计检测可知MSTC前能够接受到回波信号，在这之后则没有信号输出，由此可以判断MSTC微波组合有所损坏。因此，需要及时更换受损的MSTC微波组合，之后在终端上选择MSTC微波组合的控制状态。 5.伺服系统故障分析与维修 伺服系统经常会发生天线动态错误报警，导致雷达强制待机的故障问题。一般发生此类故障的原因比较多。因此，工作人员需要采取由难到易的方法展开检测。首先需要对雷达碳刷以及滑环进行清洗，若故障仍然没有得到有效排除，可采取 RDASOT 软件对不同方位以及仰角的连续转动情况进行检测；若有错误信息存在，但是方位准确，仰角发生抖动以及角码闪烁的时候则表明仰角有问题，需要继续对电
1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？ 答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？ 答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测； 四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？ 答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？ 答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。 答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度； 、 ：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离； ：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。 答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答： 定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=
飞行中 雷达使用 应当避免进入已知的颠簸并伴有积雨云区域。良好的雷达天线俯仰角度设置对于准确地判断和评估积雨云的垂直分布时非常关键的。通常增益应该在AUTO 位。不过，使用人工增益可帮助机组评估整体天气情况，特别时在大雨中，气象雷达图像已经饱和，使用人工增益是非常有效的，降低增益有助于机组识别降雨量最大的区域，通常这些区域与活动的积雨云团有关。使用人工增益后，应将其恢复至自动（AUTO）。以恢复最佳的雷达灵敏度。回波较弱不是机组低估积雨云的理由，因为只有积雨云的潮湿部分才能被探测到。必须尽早做出规避积雨云的决断，理想情况是在上风处20海里位置做水平避让。 气象雷达有两个主要功能： ? 气象探测功能 ? 地图功能 气象探测是主要的功能，雷达可以探测到降水的水滴。回波强度取决于水滴的大小、成分和数量（例如相同大小的水滴反射的回波强度是冰粒的五倍）。因此气象雷达不能探测到微小的水滴（比如云或雾）或者没有水滴（比如晴空颠簸）的气象情况。 地图成像模式是辅助功能，在此模式下，雷达比较发射信号和接收信号之间的差异。差异较大的容易绘图成像（比如山区或城市），差异较小的不易绘图成像（比如平静的海面或平坦的陆地）。飞行机组使用下面控制方法操纵雷达。
天线仰角雷达天线和地平线之间的夹角就是天线仰角，与飞机的俯仰和坡度角无关。使用惯性基准系统（IRS）数据使天线稳定。 为了帮助避开危险气象条件，考虑到飞行阶段和ND的范围，合理设定天线仰角很重要。通常回波显示在ND的顶部即表示天线仰角适当。如果扫描范围过大，当雷达波扫描雷暴云泡的上部时，可能无法探测或低估雷暴云泡。这是由于在高高度，云泡中可能有冰，因此反射较弱。在飞行中选择自动能确保合适的仰角管理。 注意：在巡航中，MULTISCAN提供前方天气的大范围扫描，也就是显示位于和低于飞行轨迹的天气云团。在前方天气不明朗或显示出乎意料的天气时，为了判明情况，机组可以暂时使用人工天线俯仰调节以确认天气是否与飞行轨迹有潜在冲突。 增益 当MULTISCAN选择器设置到AUTO时，必须使用人工增益选择（+8）。 可以人工调谐增益以探测在ND上显示红色的云团的最强部分。如果缓慢地降低 增益，红色区域（3级回波）缓慢变成黄色区域（2级的回波），同时黄色区域变 成绿色区域（1级）。云团最后转为黄色的部分是最强区域。 然后，增益必须重新设置到+8。 模式 操作模式有WX，WX+T，TURB，MAP。 WX+T或TURB模式是用来探测湿颠簸区域，TURB模式探测在40海里内的湿颠 簸，并且不受增益的影响。TURB模式被用于区分颠簸和强降水。 GCS
气象学名词解释整理 第一章 气压：大气的压力，即单位面积上所承受的整个大气柱的重量 大气湿度：大气中水汽含量的多少 绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽质量 水汽压：大气中的水汽产生的压力 饱和水汽压：饱和空气产生的水汽压 相对湿度：实际水汽压/饱和水汽压*100% 饱和差：饱和水汽压-实际水汽压 比湿：湿空气中，水汽的质量/该团空气总质量(水汽+干空气) 露点温度：当空气中水汽含量不变，且气压一定时，使空气冷却到饱和的温度 降水：天空降落到地面的液态或固态水 风：空气的水平运动，是矢量 云量：将地平面以上全部天空划分为10份，被云遮蔽的份数 能见度：视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到和辨出目标物的最大水平距离 第二章 辐射：是能量的一种形式，指物体以电磁波的形式放射能量 辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量 太阳光谱：太阳辐射能量随波长的分布 太阳高度（角）：太阳光线和观测点地平线（面）间的夹角 太阳常数：在日地平均距离条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受的太阳辐射通量密度 日照时数：每日太阳实际照射地面的时间 直接辐射：太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射 散射辐射：经过大气散射后到达地面的辐射 太阳总辐射：直接辐射+散射辐射 大气透明系数：当太阳在天顶时，到达地面与太阳光垂直面上的太阳辐射通量密度与太阳常数之比 反射辐射：到达地面的总辐射由于地面的反射作用返回大气或宇宙空间 反射率：反射辐射/总辐射 大气逆辐射：大气辐射指向地面的部分 地面有效辐射：地面发射的长波辐射-地面吸收的大气逆辐射 地面净辐射：地面吸收太阳辐射获得的能量与地面有效辐射失去的能量 第三章 比热：单位质量的物质温度变化1 ℃所吸收或放出的热量 热容量：单位体积的物质，温度变化1℃所收或放出的热量 干绝热变化：一团干空气或未饱和湿空气团，在绝热上升或绝热下降过程中的绝热变化 湿绝热变化：一团饱和湿空气团，在绝热上升或绝热下降过程中的绝热变化 气温年较差：一年中月平均气温的最高值与最低值之差 气温直减率：在对流层中气温的垂直变化用气温垂直梯度表示，高度每升高100m，气温的减低值
A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议 概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。 一、机载气象雷达系统的组成 机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：
雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。 雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。 显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。 控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。 波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。 二、气象雷达对目标的探测 机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并
将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成，由于冰晶是不良的雷达波反射体，所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成，所以在雷达上几乎不可见。另外，正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波，如图2-1所示：
美国气象部门实际使用气象雷达的历史 第一部分 新一代气象雷达出现之前时期 摘要 文章叙述美国军事和民用气象部门使用风暴监视雷达的历史。全文分两部分，本文是第一部分。有关雷达在气象学方面的研究已有很长历史而且很有成效。然而已有过详细介绍。所以本文和第二部分通过介绍最初两台多普勒气象雷达，重点论述实用雷达气象学自从第二次世界大战中形成以来的发展历史。本文介绍新一代气象雷达出现之前这一时期的历史。本文附录介绍全文涉及到的大多数雷达的主要技术特性，这都是作者曾掌握的。 1.前言 本文和第二部分叙述美国气象部门实际使用风暴监视雷达的历史。这是根据几位曾在不同时期参加或领导过实用气象雷达计划的人员的经验编写的。 使用雷达来进行气象观测是在二次大战时期对雷达技术进行广泛研究结果而发展的。对这些早期发展的历史以及雷达气象学研究方面的历史，希兹费尔特(Hitsfeld 1986)、阿特拉斯(Atlas 1990)、罗格(Rogers)与史密斯(Smith 1996)等人已进行详细论述。比尔格(Bilger)等人(1962)和比尔格(1981)总结了当时称作美国气象局所进行的气象雷达计划的历史和状况。本文对这些资料进行了修改和补充。本文还讨论了由目前气象业务部门所进行的蜒究工作。从这些研究线索已找到实用雷达气象学的实际使用途径或者已经给它带来了很大效益。这里我们主要集中在风暴探测雷达的应用历史，以便于实际应用，例如对强风暴的识别。 由于文章长度所限，除广泛使用着的单多普勒晴空风测量技术外，我们不讨论云层探测雷达，风廓线和大多数其它的应用。气象雷达在商业上的应用不在本文讨论范围内，乔金森(Jorgensen)和吉尔茨(Gerdes 1951年)举了一个很好的例子。 最初，各种雷达系统由于密级问题，限制了它们在军事气象部门的应用。后来由于它们价格太高和结构复杂，又限制了它们在政府部门、军事和民用气象部门中的实际应用。不过后来，由于有了气象雷达系统的远程显示系统，
X波段双偏振多普勒天气雷达故障分析 XX 摘要：通过X波段双偏振多普勒天气雷达接收机故障的分析，提出相应的故障排除方法。 关键词：多普勒双偏振天气雷达、接收机故障、故障排除方法 1 引言 多普勒双偏振天气雷达用来测量一定范围内的气象目标，并根据回波信号来分析目标的强度以及平均径向速度，警戒强对流恶劣天气，从而预测天气。多普勒双偏振天气雷达由天馈分系统、发射分系统、接收分系统、终端处理等分系统组成。系统本身非常复杂，因此可能出现的故障点比较多，维修的难度也比较大。本文给出了接收机故障排除的详细过程，进而为雷达技术人员保障雷达提供一个参考。 2 工作原理 2.1接收机组成及其功能 如图1，接收机由接收通道、频率源、激励源、监控单元等组成。 接收机的主要功能是为发射分系统提供射频激励信号，同时对回波信号进行两次下变频，得到60MHz中频信号，数字中频接收机先对中频60MHz进行高速采样，采样后的数字信号经数字正交相干检波后得到I/Q信号，送到信号处理分系统。接收分系统中的监控单元对接收分系统进行功率检测、故障采集。 图1接收机原理框图 2.2频率源原理
频率源综合运用了PLL锁相倍频、直接合成、PDRO等多种成熟技术。同时各路信号耦合一部分，送给监控单元用来检测故障。 高稳定度的100MHz晶振信号作为基准源。如图2，晶体振荡器产生高稳定、高纯频谱的100 MHz信号送往基准单元，经过倍频、分频和滤波选频等综合处理，产生多种频率的信号源，包括DDS时钟信号（300MHz）、中频数字接收机时钟信号、基准时钟信号以及监控时钟信号（96MHz）和二本振信号。 一本振信号的产生过程：晶振100MHz进入PDRO倍频得到8100MHz。 二本振信号的产生过程：100MHz经过12次倍频、滤波放大、滤波，最后得到1200MHz。 时钟信号的产生过程：100MHz经过分频、滤波得到80MHz信号，再经过6 图2 频率源原理框图 3、故障分析 3.1故障现象 雷达接收分系统中的二本振故障灯报警，雷达无回波显示，并且激励信号比较小。 3.2故障分析 首先根据雷达接收分系统中的二本振故障灯报警，可以初步判断二本振信号可能出现问题，再根据雷达无回波且终端软件显示的激励功率异常，进一步分析频率源中的二本振信号出现故障，导致激励信号较小，发射功率不够，而且接收也无法进行下变频，所以终端看不到地物回波图，我们通过频谱分析仪来检测二本振信号的输出，从而排除接收机的故障。 3.2故障处理 3.2.1测试仪表功能设置 频谱分析仪Agilent E4440A是一种高性能频谱分析仪，其测试频段10KHz～20GHz。频谱分析仪在使用之前，需要对其进行简答的设置，其具体步骤如下： (1)中心频点（frequency）的设置；
气象学复习题——名词解释 1、太阳辐射——太阳时刻不断地向周围空间放射巨大的能量，称为太阳辐射能，简称太阳辐射。 2、蒸发速率——单位时间从单位面积上蒸发的水量。 3、辐射通量——单位时间通过任意面积上的辐射能量。 4、空气绝热变化——一块空气在没有热量收支时，由于环境气压的变化，引起气块体积改变而导致温度变化称为空气绝热变化。 5、水汽压——空气中由水汽所产生的分压强。 6、降水——从云中降落到地面的水汽凝结物。 7、天气——一定地区短时间内大气状况（风、云、雨、雪、冷、暖、晴、阴等）及其变化的总称。 8、小气候——任何一个地区内，由于其下垫面性质的不同，从而在小范围内形成的与大气候不同特点的气候称为小气候。 9、水平气压梯度力——因地球自转使空气质点运动方向发生改变的力称为水平地转偏向力。 10、生物学零度——维持生物生长发育的生物学下限温度。 11、季风——由于海陆之间的热力差异，产生的以年为周期在大陆与海洋之间大范围地区盛行的随季节而改变的风称为季风。 12、大气温室效应——大气中CO2等温室气体的存在，其选择吸收作用犹如温室覆盖的玻璃一样，阻挡了地面向外的辐射，增强了大气逆辐射，对地面有保温和增温作用。 13、太阳光能利用率——单位面积上作物产量燃烧所放出的热能与作物生长期中所接受的太阳辐射能的百分比。 14、干绝热变化——干空气或未饱和的湿空气，在绝热上升或绝热下降过程中的温度变化称为干绝热变化。 15、相对湿度——空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值。 16、气旋——是中心气压比四周低的水平旋涡。 17、雾——当近地气层的温度下降到露点温度以下，空气中的水汽凝结成小水滴或凝华成冰晶，弥漫在空气中，使能见度<1km的现象。 18、梯度风——自由大气中气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力达到相互平衡时的风称为梯度风。 19、气候系统——指包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。 20、活动温度——高于生物学下限温度的日平均温度。 21、干洁大气——大气中，除去水汽和其他悬浮在大气中的固、液态质粒以外的整个混合气体称为干洁大气。 22、太阳高度角——太阳光线与地表水平面之间的夹角。 23、大气逆辐射——大气辐射有一部分向上进入宇宙空间，有一部分向下到达地面，这一部分辐射因与地面辐射的方向相反。 24、温度日较差——一天中最高温度和最低温度的差值称为温度日较差。 25、比湿——在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气的总质量的比值。 26、降水量——从大气降水降落到地面后未经蒸发、渗透和径流而在水平面上积聚的水层厚度。 27、霜冻——在植物生长季节内，由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0度以下，引起植物体冻伤害的现象。
本科毕业设计（论文） 空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析 学院 专业 年级班别 学号 学生姓名 指导老师 2014年5月
摘要 空中客车A320是欧洲空中客车工业公司研制的一种创新型的飞机，其机载气象雷达是一种颇为有效的气象探测设备,可以探测飞机前方的降水、湍流和地形情况，还能预测风切变等，为人类的飞行活动提供重要的安全保障,是保证飞机飞行安全的重要电子设备之一。随着人类科学的快速进步发展,雷达技术在民航事业中得到广泛的应用。气象是影响飞行安全的一个至关重要的因素, 同时恶劣的气象又是飞机失事遇难的重要原因之一。飞机气象雷达系统用以在飞行过程中实时地探测前方航路上变幻莫测的气象状况，指导飞机沿着安全的路径飞行，保障飞行的舒适性和安全性,所以各大航空公司都重视气象雷达技术的研发。本课题研究和分析南方航空公司气象雷达系统故障报告，通过对雷达常见故障和对航班延误影响的统计和分析，总结排故经验，希望对日后在GAMECO公司的维修工作有一定得借鉴作用，增长自己的见识，为以后的工作打下坚实的基础。 关键词：空客A320，气象雷达系统，飞行安全，故障分析 注：本设计（论文）题目来源于教师的国家级（或部级，省级，厅级，市级，校级，企业）科研项目，项目编号为：
Abstract A320 is an innovative aircraft developed by Airbus Company, airborne weather radar is a kind of effective meteorological equipment, that can detect precipitation, turbulence and terrain conditions in front of the plane, can also predict wind shear, etc. To provide important security for human flight activities, is one of the important electronic devices to ensure flight safety. With the rapid progress of human science development, the radar technology has been widely used in civil aviation. Weather is a crucial factors affecting the flight safety, at the same time, the bad weather is one of the important reasons lead to a plane crash. Aircraft weather radar system for real-time detection of the front in the process of flight route on the changeable weather condition, to guide the aircraft flying along a safe path, ensures the comfort and safety of the flight line, so the major airlines attaches great importance to the weather radar technology research and development. This topic research and the analysis of the southern airlines weather radar system fault report, based on radar common faults and the statistics and analysis of the impact of flight delays, sum up the experiences of troubleshooting and hope for future maintenance work in GAMECO company has certain model function, increase my own knowledge, to lay a solid foundation for later work. Key words:Airbus A320, Weather radar system, Flight safety, Fault analysis