藏东南墨脱地区降水特征分析

墨脱位于藏东南雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口处,是青藏高原年降水量最多的地区。本研究使用墨脱云降水综合观测试验以来三年(2019—2021年)的自动雨量计数据,分析了墨脱降水的月变化和日变化特征。然后基于同址的降水天气现象仪和X波段双偏振相控阵雷达观测数据,探究墨脱两次强降水过程的发展演变特征。结果表明:从统计结果来看,墨脱降水天数超过全年的70%,以降水率<5 mm·h^(-1)的弱降雨为主,日降水量<10 mm的小雨的发生率最高,但10 mm≤日降水量<25 mm的中雨产生的降水量最大。墨脱降水存在明显的月变化和日变化特征,受印度洋季风影响,降水主要发生在6—9月。受山谷风影响,降水主要发生在夜间。对于降水过程而言,由高原涡和南支槽影响下的系统性暴雨,范围大、持续时间长,降水主要由直径小于2 mm的雨滴产生,雷达反射率因子普遍不超过35 dBz。而由地形强迫引起的局地短时强对流降水过程,雨滴谱分布更宽,雨滴浓度更高,直径大于2 mm的雨滴对降水量的贡献最大,雷达反射率因子超过45 dBz,风暴的后向传播形成“列车效应”。

X波段相控阵偏振雷达观测墨脱地区云降水宏观特征的统计研究

第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达(X-PAR),实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分析了墨脱地区云降水回波强度、回波顶高等参数的月变化、日变化和高度变化,并与那曲地区夏季季风时期多普勒雷达观测数据进行了比较。研究发现:(1)墨脱地区回波顶高、面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4~10月大于11~3月,4~10月降水频次高、对流性降水多,其中以6月最为显著。而进入4月后弱回波数量的大幅度增加导致了4~10月回波强度小于11~3月。降水回波月变化特征结合高原季风指数,将一年分为旱季(11~3月)与雨季(4~10月)。(2)雨季降水回波频次、顶高、面积均大于旱季,说明雨季降水频次更高、对流性活动更旺盛。降水回波频次、顶高、面积的日变化表明,旱季日降水主要发生在下午与上半夜,雨季主要发生在下半夜。(3)墨脱降水回波强度大部分小于30 dBZ,旱季在海拔高度3 km以上回波发生频次高,雨季在3 km以下高。(4)夏季季风期间墨脱回波顶高低于那曲,其顶高、面积日变化趋势与那曲不同。夏季季风期间那曲日降水主要集中在下午与上半夜,而墨脱则集中在下半夜。墨脱旱季云降水特征与那曲夏季季风时期特征较为相似。

一次秋季对流性暴雨的双偏振雷达回波特征分析

该文利用黔东南榕江C波段双偏振多普勒天气雷达资料、常规观测资料及地面加密自动站观测资料等,对2021年9月6日傍晚到夜间贵州东部地区出现的对流性暴雨天气过程的环流背景、影响系统和雷达回波特征进行总结分析。结论如下:(1)此次天气过程是在副高西伸北抬形成高压坝的背景条件下,中高纬冷涡低槽与高原东移的短波槽在四川东部同位相合并加强东移,引导冷空气从西北路径和东北路径两面夹击影响贵州东部地区,配合长时间稳定维持的南北向低空切变线,共同触发不稳定能量强烈释放,产生对流性暴雨天气。(2)带状对流回波东段东移至铜仁、黔东南州境内后逐渐转为片状积层混合降水回波,并长时间稳定维持少动。暴雨发生期间,回波具有明显的低质心高效率的热带暖云降水回波特征;VIL值在10~30 kg·m^(-2)之间,局地出现明显的跃增现象;低仰角径向速度图上长时间维持明显的风场辐合。(3)此次过程雷达偏振参量具有产生强降水的特征,最大Z H在40~60 dBz之间,Z DR在0.2~5 dB之间,K DP范围为0.5~7.0°·km^(-1),CC在0.9~0.98之间,最大时≥0.98。

具有双陷波特性的超宽带天线设计与研究

提出一种具有双陷波特性的燕尾形平面超宽带天线。天线的辐射体和地板分别采用椭圆和梯形的渐变结构,具有良好的宽带阻抗匹配特性。通过在辐射体上嵌入两种不同类型的缝隙,使天线具有双陷波功能。计算和实测结果表明,天线在通带(2～3.2GHz、4.3～5.3GHz和6.2～14GHz)频段范围内满足电压驻波比小于2,在3.2～4.3GHz和5.3～6.2GHz两个频段内同时具有陷波特性,并且,天线在通带频段内呈现良好的辐射特性。文末结合天线的实测阻抗曲线给出了一个概念性电路,定性地解释了陷波特性的工作原理。

深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。

单个互补金属开口谐振环双陷波超宽带天线

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,提出基于互补金属开口谐振环实现的双陷波燕尾形平面超宽带天线。与以往的双陷波超宽带天线相比,该方法仅用单个互补金属开口谐振环同样实现了燕尾形超宽带天线的双陷波特性,简化了设计的复杂性,易于加工。对所设计的超宽带天线进行了制作和测量,实测结果与仿真结果吻合较好。

一种具有双陷波特性的超宽带滤波器设计

针对超宽带(Ultru-wideband,UWB)系统易受窄带信号干扰的问题,文中设计了一种新颖的在5.21GHz和7.95GHz具有双陷波特性的UWB带通滤波器。通过引入互补金属开口谐振环(Complementary Sphit-ring Resonator,CSRR)的方法实现了UWB滤波器的双陷波特性,CSRR结构简单、易于加工、容易与微带平面电路集成.利用仿真软件详细讨论了单环CSRR结构的物理尺寸与滤波器传输特性之间的关系。制作了UWB滤波器实物,测试结果与仿真结果吻合较好,证明了所采用方法的有效性和正确性。

一种新型陷波特性超宽带天线设计

为了满足现代通信的需求,设计了一种新型的超宽带平面天线,实现了良好的超宽频带阻抗匹配。该天线的辐射贴片与接地板结构相似,通过在辐射贴片上加载U型槽以及在馈线一侧加载新型陷波结构分别在中心频率3.5 GHz和5.5 GHz处产生陷波。天线实测与仿真结果基本相近,通带内辐射效果良好,且该天线对WIMAX及WLAN波段有很好的抑制功能,可用于超宽带系统。

一种新颖的双陷波超宽带天线设计

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,设计了一种新颖的基于金属开口谐振环结构的双陷波平面超宽带天线。通过在天线的辐射贴片上加载U形槽和在接地板上引入寄生条带的方法实现了双陷波特性。利用仿真软件研究了U形槽和寄生条带的物理尺寸对陷波特性的影响,并对所设计的超宽带天线进行了制作和测量。仿真和测试结果表明,天线在超宽带系统3.1～10.6GHz工作频段内的电压驻波比小于2,在WiMAX和WLAN频率范围具有良好的陷波特性,有效地抑制了超宽带通信系统与窄带通信系统之间潜在的干扰。

具有优越陷波选择性和带宽的超宽带缝隙天线

提出一种具有改善陷波特性的超宽带缝隙天线,该天线由T形微带枝节馈电的矩形缝隙天线来实现超宽频阻抗带宽,由嵌入在T形枝节上的1 4波长缝隙和地板上的一对1 4波长的缝隙构成两阶滤波器,实现陷波优越的选择形和带宽特性。另外,可以通过调整所嵌入的缝隙的宽度和位置来调节陷波的带宽。该天线具有较好的全向辐射特性,可以应用在各种超宽带通信系统中。

具有可重构特性的陷波超宽带天线设计与研究

提出了一种具有陷波及可重构特性的超宽带天线。天线采用在辐射贴片上引入开口圆环和在馈线上开倒U形槽的结构实现双陷波特性。采用在陷波结构中加入PIN二极管开关的方法实现陷波可重构特性,通过切换开关的断开与闭合,分别实现无陷波、单陷波和双陷波特性,进一步提高了超宽带频段的利用率。天线的体积仅为31 mm×24 mm×1.5 mm,结构紧凑。工作频带为2.8~3.2 GHz,4.0~5.0 GHz和6.0~12 GHz,实现了在3.2~4.0 GHz以及5.0~6.0 GHz两个频带的陷波特性,有效阻隔了WIMAX通信频段(3.3~3.6 GHz)、WLAN频段(5.150~5.285 GHz)的干扰。其他工作频段内,该天线具有较好的辐射特性,更适合应用在超宽带系统之中。

基于双MOS电阻阵列的双波段红外图像生成技术研究

针对红外双波段制导系统半实物仿真目标及环境图像生成的问题,开展双波段红外图像生成技术研究。介绍了近年来国内外双波段红外图像生成系统的发展状况,分析了双波段红外图像生成的工作原理和模式,提出了一种基于双MOS电阻阵列复合的双波段红外图像生成系统的设计方案,阐述了MOS电阻阵列双波段辐射特性标定方法和双电阻阵列像元素对准方法,最后给出了双波段红外图像生成系统的结构设计结果、合束镜的透过率曲线以及图像像元素对准结果,并给出了双波段辐射亮度的计算结果。

基于CSRR结构的双陷波超宽带天线设计

设计了一个基于圆环型互补开口谐振环（CSRR）结构的双陷波超宽带天线。通过在超宽带天线的辐射体上蚀刻圆环形CSRR结构实现了双陷波特性，对CSRR结构实现陷波特性的机理进行了分析。测量结果表明，天线在超宽带系统3．1～11．0GHz工作频段内的电压驻波比小于2，在WiMAX和WLAN频带内具有良好的陷波特性。天线体积较小，便于加工，适用于超宽带天线单元。

一次雷暴过程中水凝物相态演变特征

为研究雷暴过程中雷暴云内水凝物粒子的演变特征,利用X波段双偏振雷达观测资料,采用模糊逻辑判断法对雷暴云中的粒子相态进行识别,分析各水凝物粒子分别在雷暴发展、成熟、消亡阶段中的时空分布特征。研究结果表明：（1）在雷暴活动过程中,湿霰粒子距离库数的演变与雷暴活动过程比其它类型的粒子有更好的对应性;（2）雷暴发展初期,雷暴云中含有超过80%的液相粒子,到了成熟阶段冰相粒子大量增长,毛毛雨是冰相粒子增长的主要物质基础;（3）雷暴云中30~45 d BZ的强回波中心始终与雨有着较好的对应,到了成熟阶段45 d BZ以上强回波区域的雨逐渐转化为霰粒子、雨夹雹等大的冰相粒子。

基于遗传算法设计的双陷波超宽带天线

为了抑制窄带信号对超宽带系统的干扰,利用遗传算法结合时域有限差分法分两次优化设计了一种新型双陷波平面超宽带天线,在3.5~4.2GHz和5~6GHz范围实现了频率阻断,并将天线加工成实物,电压驻波比的实测结果、CST仿真结果和数值计算结果基本一致。分析了天线陷波的原理,并利用仿真软件研究了天线性能。结果显示,所设计的天线具有良好的性能,能够广泛应用于无线通信设备中;该设计理论简单,通用性强,对以后设计陷波超宽带天线具有指导作用和参考价值。

多频段MIMO手机陶瓷天线设计

多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术在手机天线设计中,经常遇到辐射单元尺寸过大、电磁兼容、天线辐射全向性和天线辐射效率等问题,本文提出一种多频段MIMO陶瓷天线的结构来研究和解决上述问题。其中,陶瓷结构的介电常数为6.45,并附在金属贴片结构上作为辐射单元。所采用新型的陶瓷材料将为天线提供更宽的带宽,并且减小天线辐射单元设计的尺寸,其辐射单元的尺寸为32.5 mm×17 mm×2.8 mm。实际测量天线带宽为0.89~0.97 GHz和1.71~2.20 GHz,实现了双频段移动通信并且覆盖了GSM900、DCS1800、PCS1900和LTE1900等频段。该天线具有良好的全向辐射特性,适合手机天线的应用,同时该MIMO天线的耦合隔离度较低。实测天线效率在0.89~0.97 GHz频段为21.3%~28.3%,在1.71~2.20 GHz频段为24.3%~35.2%,基本满足手机天线应用设计的需求。新设计的MIMO天线在未来全屏手机使用上将有广泛的应用前景。

高效率双频段Ka/Q毫米波行波管螺旋慢波系统的研究

通过模拟计算,分析了翼片加载深度和角度对色散特性和耦合阻抗的影响;优化高频电路,初步设计了满足Ka/Q双频段螺旋线行波管的慢波结构。为了提高注波互作用电子效率,采用螺距渐变/跳变分布结构,并在输出段的相速增加段增加了一段凹槽。运用三维电磁场软件MTSS仿真行波管注波互作用,经过优化,得到了在Ka（33~36 GHz）频段范围内输出功率大于407 W,电子效率大于22.36%,增益大于48.32 d B,在Q（43.5-46.5 GHz）频段范围内输出功率大于266 W,电子效率大于15.86%,增益大于44.06 d B。

一种新型具有双陷波特性的超宽带天线设计

本文提出了一种新型紧凑的具有双陷波特性的印刷超宽带天线。天线采用微带传输线馈电,并通过圆形与矩形的混合结构辐射单元和带有矩形开槽结构的地板来实现天线的超宽带特性,工作带宽覆盖UWB频率范围。通过地板上两个对称的J形开槽和微带馈线两侧对称添加的线型结构单元来实现双陷波特性,两个陷波频段刚好覆盖了3.5GHz的WIMAX频段标准和5.2/5.8GHz的WLAN频段标准。同时,该天线在工作频带范围内具有良好的辐射特性,符合超宽带通信的使用标准。

一种新型阻带可调双陷波超宽带天线的设计

设计了一种微带馈电具有双频陷波特性的超宽带天线。通过在梯形贴片上开C形缝隙,在馈线上开π形和回形缝隙实现WiMAX和WLAN频段的双陷波特性,并建立适当的神经网络模型辅助分析,以提高设计效率。仿真和实测结果表明,该天线具有较好的陷波特性且陷波阻带具有良好矩形度,能有效避免超宽带通信系统与带内其它无线通信系统之间的干扰。

基于U形槽和开口圆环的双陷波超宽带天线

文章设计了一种新颖的超宽带天线,天线结构简单、尺寸小并且具有双陷波特性。在接地板上刻蚀1个半圆形口径,该口径带有3个阶梯形缺口,以此激发一个新的谐振频率,从而拓展天线的阻抗带宽;在方形辐射贴片上加载开口圆环,同时在馈线上开U形槽,以获得双陷波特性。仿真和测试结果表明,该天线可以有效地抑制WiMax、C波段卫星通信和WLAN 3种窄带信号的干扰;对开口圆环的参数研究表明,开槽结构能更灵活地控制陷波中心频率;该天线在陷波频段外具有良好的增益和全向辐射特性,满足超宽带通信系统的应用。