Ku波段高灵敏度接收模块的研制

介绍了具有噪声系数小、动态范围宽、镜频抑制高、抗烧毁能力强等优点的

不同波段垂直指向雷达功率谱密度对比

衰减对回波的影响是雷达探测中的一项重要课题,常用订正方法还有很大提升空间。由于垂直指向雷达观测的功率谱数据包含了非常丰富的微物理及动力信息,该文尝试在功率谱层面对衰减影响机理进行深入讨论,以期改进衰减订正方法。对2014 2016年广东阳江和广东龙门获取的Ka波段毫米波雷达、C波段调频连续波雷达、Ku波段微雨雷达功率谱数据进行对比表明:3部雷达功率谱谱型基本一致,具有一定可靠性。米散射效应反映在功率谱上即经过某一速度后回波强度谱密度的陡降,当降水下落末速度达临界速度时,会对衰减量的计算造成影响。雷达波长越短,受衰减影响越大,衰减对功率谱的影响表现为谱的整体下移,最终导致回波强度小于真值。对于对流云降水,单纯使用经验订正公式获得的结果可能与真实值相差很大,此时需要考虑降水粒子谱分布,在功率谱层面上对订正进一步改善。

星载雷达DPR与地基雷达CR的匹配对比及系统偏差初探

将GPM(Global Precipitation Measurement)卫星搭载的双频降水雷达DPR(Dual-frequency Precipitation Radar)和广东龙门观测站的地基Ka/Ku双波段雷达CR(Cloud Rader)在2019年4—9月的观测数据进行时空匹配,结合微雨雷达MRR(Micro Rain Rader)的雨滴谱数据对CR衰减订正处理,比较DPR与CR探测回波强度差异,最后对两者的系统偏差进行分析。结果表明:(1)DPR和CR探测到的回波强度随高度变化的趋势大体一致,零度层亮带高度基本一致,同样高度下DPR探测到的回波强度明显大于CR。(2)统计弱的非降水云算得CR双频系统偏差约为3.1 dBz。(3)雨强越强,CR天线罩水膜厚度越大,回波衰减越大。(4)逐库订正过程中利用雨滴谱数据计算衰减系数,CR在Ka与Ku波段的反射率因子订正量不超过4 dBz。(5)综合所有适配数据,CR与DPR的反射率因子在Ka波段内订正后平均系统偏差为15.7 dBz,在Ku波段内订正后平均系统偏差为14.4 dBz。虽然经订正处理后两部雷达间的系统偏差偏大,但对改善地基Ka/Ku双波段雷达的数据质量有明显的改善。

多种波长雷达数据一致性分析

利用'华南季风降水试验'联合观测资料,对比了Ka波段云雷达和C波段连续波雷达对非降水云和降水云宏观结构的观测结果,定量对比了Ka波段云雷达、C波段连续波雷达、Ku波段微降水雷达和雨滴谱仪的探测回波强度和径向速度,对比分析了Ka波段云雷达和Ku波段微降水雷达云-降水的功率谱密度数据,得到了如下结论:(1) Ka波段云雷达和C波段连续波雷达对不同类型云的探测结果在回波整体的形状、高度及随时间演变上是一致的,云雷达对云的探测灵敏度要略高,对云边缘、云底和云顶的弱回波探测能力更强,但云雷达探测积云和降水云时稍微回波强中心偏弱,两部雷达探测的径向速度和谱宽较为一致;(2)弱降水条件下,Ku波段微降水雷达探测的回波强度较雨滴谱仪偏弱,但偏弱的最大平均误差在-2. 84d BZ,微降水雷达的探测结果基本可靠;(3)弱降水条件下,云雷达和连续波雷达探测的回波强度较微降水雷达分别偏弱4. 81 d BZ和3. 01 d BZ,三者回波强度统计的相关系数分别为0. 842、0. 887和0. 920 (Ka-Ku,C-Ku,Ka-C),在考虑衰减、雷达采样体积差异、雷达灵敏度和天线积水等因素后认为3种雷达回波强度探测结果均较为可靠;(4)微降水雷达探测的径向速度分别比云雷达和连续波雷达偏小0. 59m/s和1. 02m/s,统计的相关系数分别为0. 835、0. 690和0. 9442 (Ku-Ka,Ku-C,Ka-C),云雷达和连续波雷达探测的结果较为一致,造成微降水雷达径向速度偏小的原因与多普勒速度谱偏移和多普勒速度谱速度模糊现象有关。