雷达回波识别与分析 ppt课件

雷达地物回波系统分析计算多普勒频率是求衰减落速率（Fading rate ）最容易的方法。

为了在一个特定的多普勒频移范围内计算回波信号的幅度，务必将所有具有这些频移的信号相加。

这就需要熟悉散射面上的多普勒频移等值线（等值多普勒频移）。

关于每一种特殊形状的几何体都务必建立起这种多普勒频移等值线。

下面用一个沿地球表面水平运动的简单例子来说明。

它是普通巡航飞行飞机的一个典型实例。

假定飞机沿y 方向飞行，z 代表垂直方向，高度（固定）z = h 。

因此有v =1v vh y x z y x 111R -+=式中，1x ,1y ,1z 为单位矢量。

因而 h y x vy R v r 222++==•R v式中，v r 是相对速度。

等相对速度曲线也就是等多普勒频移曲线。

该曲线的方程为0222222=+--h v v v y x rr 这是双曲线方程。

零相对速度的极限曲线是一条垂直于速度矢量的直线。

图12.7示出这样一组等多普勒频移曲线。

只要把雷达式（12.1）略加整理就可用来计算衰落回波的频谱。

这样，假如W r (f d )是频率f d 与f d +d f d 之间接收到的功率，则雷达方程变为⎰π=积分区R A A G P f f W r t t d d r 402d )4(1d )(σ ⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=d r t t df A R A G P f d d )4(d 402σ （12.12）图12.7 在地球平面做水平运动时的多普勒频移等值线 图12.8 计算复数衰落的几何关系图 （引自Ulaby,Moore 与Fung [21]） 上式的积分区是频率f d 与f d +d f d 间被雷达照射到的区域。

在此积分式中，f d 与f d +d f d 之间的面积元用沿着等值多普勒频移曲线的坐标与垂直于等值多普勒频移曲线的坐标来表示。

对每一种特定情况都务必建立这两个坐标。

图12.8示出水平传播的几何形状。

第八章雷达产品实际应用个例分析8.1 1992年4月28日Oklahoma州中西部个例在下午和晚上，在Oklahoma的中部和北部出现了强风暴。

刚过17时30分（局地时间），在Dewey 县的最北端（Oklahoma市西北150km），一个风暴发展成为强风暴。

在风暴内部30000英尺的高度，最大的反射率因子超过50dBZ。

同时，在其入流区之上，存在一个较强的中层悬垂回波，说明有较大的冰雹存在。

基于这些雷达特征，于17时45分发布了Dewey 县将出现一次强雷暴过程的警报。

该警报于28分钟后得到证实，出现了2cm 直径的冰雹。

在接下来的2小时内，基于由WSR-88D观测的三维风暴结构，又发布了Dewey 县下游的风暴警报。

摘自文献1 图11图8-1 位于Comanche县中部的一个非龙卷的旋转风暴相对速度的4幅图显示。

时间为1992年4月28日20点19分。

强风暴的警报没有升级为龙卷警报，基于低层的弱旋转特征。

在风暴的中层，较强的旋转很明显。

当风暴继续向着东南方向的Lawton地区（Comanche县境内），WSR-88D探测到位于风暴中层的弱的旋转。

19点55分，又发布强风暴警报。

一个飞行员于大约20点10分在Lawton 地区的北部观测到漏斗云。

然而，风暴中层相对速度数据（图8-1）继续表明一个宽阔的旋转特征只局限于风暴的中层。

因此，预报员决定不把强风暴警报升级为龙卷警报，主要基于WSR-88D的三维速度和反射率因子数据。

20点20分，高尔夫球大小的冰雹降落在Lawton 地区，证实了强风暴的警报，其提前时间（lead time）为25分钟。

从以上可知，WSR-88D不仅在发布警告方面有较好的准确率，而且在决定不发布警报或不升级警报方面也有相当的技巧。

预报员经常面对是否应发布或升级一个强天气警报。

位于Dodge城的区域预报中心有几次近乎的强天气事件，基于WSR-88D数据，没有发布强天气警报。