多普勒效应对雷电源辐射定位的影响

利用电磁辐射信号进行雷电源探测和定位是当前雷电研究的重要探测手段,其定位结果的准确性对正确认识闪电的放电机理非常重要。本文通过数学推导建立了多普勒效应在球坐标下的定位影响理论模型;用Matlab软件进行模拟,分析了多普勒效应对阵列接收信号的影响及误差,研究了多普勒效应对运动雷电源定位结果产生的影响。研究结果表明,多普勒效应对于不同类型、不同距离、不同高度的闪电影响程度不同;根据雷电发展的不同阶段,雷电源的运动速度不同,多普勒效应带来的误差也不同,且其带来的误差是不可忽略的。该研究对实现更高时空分辨力的运动雷电源定位结果和雷电的精细化研究具有重要意义。

多普勒效应对雷电源辐射定位的影响关系研究

定位过程中考虑雷电辐射源运动所产生的多普勒效应这一因素,有助于提高定位结果的准确程度.基于电磁波多普勒效应和阵列信号的波束形成算法,本文建立了多普勒效应对接收信号和雷电辐射源定位的数学模型,研究了雷电源的运动速度、运动方向对定位结果的影响,总结了多普勒效应对定位结果产生影响的变化关系.仿真结果表明:当雷电发展速度增加时,接收频率误差随之增加,尤其雷电源运动速度在107~108 m/s(箭式先导和回击阶段)产生的频率误差值呈现激增的趋势,其相对误差在20%左右,雷电源辐射定位的准确度也急剧下降;雷电源运动方向与来波方向夹角α在180°~360°时接收频率误差的变化为先减小后增大,雷电源辐射定位的准确度有不同程度的下降.该研究可为雷电精细化研究提供依据.