35GHz云雷达信号处理技术研究
发布时间：2021-06-09 19:27
云是自然界中常见的天气现象,是由水蒸发遇冷形成的小水滴或小冰晶,60%～70%的地球表面都被云层所覆盖,它对全球辐射收支平衡、大气能量分配以及水循环变化过程都会产生重大影响。目前,常见的云探测设备有激光云高仪、无线电探空仪等,但由于它们的探测能力有限,无法得到更深层的信息。近年来,毫米波云雷达凭借其稳定、穿透性好、分辨率高等优点,成为产业界争相研究的目标。本文从毫米波云雷达探测方案选取出发,通过设定合理的参数,对云信号回波处理算法进行了研究。主要内容和结论如下:（1）第一部分首先介绍了云雷达的系统组成,包括了硬件部分和软件部分。接着,根据云信号的特征及结构,本文设计了四种工作模式以满足不同场景下的探测需求,其中A模式用于近地观测,能满足300米的盲区要求;B模式有中低空最优的信噪比增益;C模式用于中高空层云、卷云探测;D模式有最远的探测距离和最高的信噪比增益。大量试验结果表明,四种模式联合运行,几乎能覆盖所有的云体变化过程,保证了探测任务的全面性。最后对雷达接收机进行了标定,保证其运行的稳定性和可靠性。（2）第二部分介绍了云雷达系统算法方案设计,包括回波信号处理算法和功率谱处理算法两大...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
佗毫米波频段的单程大气衰减
它可以在市电中断时，提供持续的电力供应，使设备正常运转不被损坏。??ＧＰＳ主要负责提供基本的位置信息。上位机显控系统主要与信号处理系统进行通??信，下发控制命令、波形参数等等。本文所使用的雷达样机如图２－２所示，其中??天线安装在顶部，收发机、频率源、ＵＰＳ、信号处理系统等放置在机箱内。ＧＰＳ??模块安装在机箱附近空地即可。??＿源??天线??｜???Ｌ?倍襄理??漏遍??＾——ｕｐｓ??图２－２硬件系统??雷达硬件系统的主要技术指标如表２－２所ｚｐｃ。??表２－２系统主要技术指标???项目?會巨ｊ：皆???ｙ射功率?＿?５〇ｗ??——?￣?主瓣增益?＿?５３ｄＢ??主瓣宽度?￣?０．４°??＾?副瓣增益?－２５ｄＢ??大线?馈线损耗?夕．５ｄＢ?￣??驻波系数?＾?￡１．５???天线罩损耗?＜５ｄＢ???噪声系数?＾?ｌ．ＯｄＢ??梓＿?灵敏度?ＳｌＯｌｄＢｍ?（典型脉冲宽度ｌｕｓ）?＞??安十?２４０ｄＢ系统增益，６位衰减器，步进???糸，充曰皿?Ｑ．５ｄＢ???１３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Ka波段毫米波云雷达数据质量控制方法[J]. 郑佳锋,刘黎平,曾正茂,谢晓林,武静雅,冯凯. 红外与毫米波学报. 2016(06)
[2]云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验[J]. 郑佳锋,刘黎平,刘艳霞,崔哲虎. 高原气象. 2016(06)
[3]多普勒天气雷达原始数据的预处理方法研究[J]. 原帅,翟墨. 黑龙江气象. 2016(03)
[4]固态毫米波雷达探测模式的对比评估与分析[J]. 武静雅,刘黎平,郑佳锋. 气象. 2016(07)
[5]毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和在弱降水滴谱反演中的应用研究[J]. 刘黎平,谢蕾,崔哲虎. 大气科学. 2014(02)
[6]测云方法研究进展[J]. 陆雅君,陈刚毅,龚克坚,魏鸣,龚敬瑜. 气象科技. 2012(05)
[7]风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟[J]. 王莎,阮征,葛润生. 应用气象学报. 2012(01)
[8]新一代天气雷达测试及定标数据处理系统[J]. 宋玉红,孙宏宇. 内蒙古民族大学学报. 2011(05)
[9]脉冲多普勒天气雷达发射功率测量技术[J]. 秦建峰,王建华. 气象科技. 2010(03)
[10]毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望[J]. 仲凌志,刘黎平,葛润生. 地球科学进展. 2009(04)
博士论文
[1]Ka波段—多模式亳米波雷达功率谱数椐处理方法及云内大气垂直速度反演研究[D]. 郑佳锋.中国气象科学研究院 2016
[2]风廓线雷达数据处理与应用研究[D]. 胡明宝.南京信息工程大学 2012
[3]毫米波测云雷达系统的定标和探测能力分析及其在反演云微物理参数中的初步研究[D]. 仲凌志.中国气象科学研究院 2009
硕士论文
[1]毫米波云雷达的数据分析及其探测能力改善的研究[D]. 唐英杰.成都信息工程大学 2016
本文编号：3221175
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
佗毫米波频段的单程大气衰减
它可以在市电中断时，提供持续的电力供应，使设备正常运转不被损坏。??ＧＰＳ主要负责提供基本的位置信息。上位机显控系统主要与信号处理系统进行通??信，下发控制命令、波形参数等等。本文所使用的雷达样机如图２－２所示，其中??天线安装在顶部，收发机、频率源、ＵＰＳ、信号处理系统等放置在机箱内。ＧＰＳ??模块安装在机箱附近空地即可。??＿源??天线??｜???Ｌ?倍襄理??漏遍??＾——ｕｐｓ??图２－２硬件系统??雷达硬件系统的主要技术指标如表２－２所ｚｐｃ。??表２－２系统主要技术指标???项目?會巨ｊ：皆???ｙ射功率?＿?５〇ｗ??——?￣?主瓣增益?＿?５３ｄＢ??主瓣宽度?￣?０．４°??＾?副瓣增益?－２５ｄＢ??大线?馈线损耗?夕．５ｄＢ?￣??驻波系数?＾?￡１．５???天线罩损耗?＜５ｄＢ???噪声系数?＾?ｌ．ＯｄＢ??梓＿?灵敏度?ＳｌＯｌｄＢｍ?（典型脉冲宽度ｌｕｓ）?＞??安十?２４０ｄＢ系统增益，６位衰减器，步进???糸，充曰皿?Ｑ．５ｄＢ???１３??
?北京邮电大学工程硕士学位论文?????续上表??项巨??性能指标???块齡ｎ?｜接收机系统动态范围?＞８０ｄＢ??按叹办?中频带宽?一?２￣８ＭＨｚ???地物杂波抑制度??＞４０ｄＢ??中频接收机带宽?８ＭＨｚ??￣?环形器收发开关时间?￡〇．４ｕｓ??２．１．３软件系统??云：????
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ka波段毫米波云雷达数据质量控制方法[J]. 郑佳锋,刘黎平,曾正茂,谢晓林,武静雅,冯凯. 红外与毫米波学报. 2016(06)
[2]云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验[J]. 郑佳锋,刘黎平,刘艳霞,崔哲虎. 高原气象. 2016(06)
[3]多普勒天气雷达原始数据的预处理方法研究[J]. 原帅,翟墨. 黑龙江气象. 2016(03)
[4]固态毫米波雷达探测模式的对比评估与分析[J]. 武静雅,刘黎平,郑佳锋. 气象. 2016(07)
[5]毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和在弱降水滴谱反演中的应用研究[J]. 刘黎平,谢蕾,崔哲虎. 大气科学. 2014(02)
[6]测云方法研究进展[J]. 陆雅君,陈刚毅,龚克坚,魏鸣,龚敬瑜. 气象科技. 2012(05)
[7]风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟[J]. 王莎,阮征,葛润生. 应用气象学报. 2012(01)
[8]新一代天气雷达测试及定标数据处理系统[J]. 宋玉红,孙宏宇. 内蒙古民族大学学报. 2011(05)
[9]脉冲多普勒天气雷达发射功率测量技术[J]. 秦建峰,王建华. 气象科技. 2010(03)
[10]毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望[J]. 仲凌志,刘黎平,葛润生. 地球科学进展. 2009(04)
博士论文
[1]Ka波段—多模式亳米波雷达功率谱数椐处理方法及云内大气垂直速度反演研究[D]. 郑佳锋.中国气象科学研究院 2016
[2]风廓线雷达数据处理与应用研究[D]. 胡明宝.南京信息工程大学 2012
[3]毫米波测云雷达系统的定标和探测能力分析及其在反演云微物理参数中的初步研究[D]. 仲凌志.中国气象科学研究院 2009
硕士论文
[1]毫米波云雷达的数据分析及其探测能力改善的研究[D]. 唐英杰.成都信息工程大学 2016
本文编号：3221175
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