【雷达通信】相控阵天气雷达探测晴空回波能力分析Matlab源码

1 内容介绍

为了研究相控阵天气雷达探测晴空回波能力，在现有多普勒天气雷达探测晴空回波的

基础上，统计晴空回波出现的距离范围、强度、高度等特征，建立起晴空回波一般性模型。相控

阵天气雷达采用相扫体制，其扫描速度快；同时，采用了脉冲压缩技术，保证了雷达探测能力的

对比和距离分辨率。通过对比采用脉冲技术和没有采用脉冲技术的相控阵天气雷达探测能

力，发现采用脉冲压缩技术后能有效地提高弱信号检测能力。在多普勒天气雷达的探测晴空

回波能力模拟分析的基础上，通过与采用脉冲压缩技术的相控阵天气雷达进行对比，得出相控

阵天气雷达有能力探测到５０ｋｍ范围内的晴空回波。

2 仿真代码

%%气象方程求目标的反射率因子function [Z_dB]=target_Z(Pt,Gt,Gr,fre,r,sita,phi,tau,L)%%%雷达参数c=3*1e8;%%%推导过程%beta=(Pt*Gt*Gr*lamda*lamda)/(4*pi)^3;%基本雷达方程的雷达参数%unit_target=(pi*5/lamda^4)*K_2*Z;%单位体积内的气象目标的瑞利散射的雷达截面积%Volumn=pi*(r*sita/2)*(r*phi/2)*(c*tau/2);%有效取样体积%Pr=beta*(pi*5/lamda^4)*(pi*sita*phi*c*tau/8)*(1/r^2)*K_2*Z;%Z=Pr/(beta*(pi*5/lamda^4)*(pi*sita*phi*c*tau/8)*(1/r^2)*K_2);%C=beta*(pi^6)*sita*phi*tau*c/(8*lamda^4)*L;%C=C/(2*log(2));%考虑到天线辐射的不均匀性等因素，需要对上述回波功率进行订正，订正因子为1/（2ln2）%%%上面的雷达方程都是以标准单位制分析的，但是Z经常以mm^6/m^3为单位并转换为dB，因此Z(m^6/m^3)=10^8*Z(mm^6/m^3)%距离R如果采用km为单位,r(m^2)*(10^3)^2=r(km^2)%Z=10*log10(Pr)+10*log10(C)+20*log10(r)-10*log10(K_2)+180+60;%经过接收机的参数计算最小可检测信号%Z=S_min+10*log10(C)+20*log10(r)-10*log10(K_2)+180+60+L;%给定的最小可检测信号C_dB=Pt_dB+Gt+Gr+pi_three_pw+sita_dB+phi_dB+c_dB+tau_dB-10*log10(1024*log(2)*lamda^2);Z_dB=S_min+2*r_dB-C_dB-K_dB+240+L;

3 运行结果

4 参考文献

［1］张志强．相控阵天气雷达强度探测与评估方法研究［Ｄ］．北京：中国气象科学研究院，２０１１．

［2］李丰，刘黎平，王红艳，等．Ｓ波段多普勒天气雷达非降水气象回波识别［Ｊ］．应用气象学报，２０１２，２３（２）：１４７－１５８．

［3］张晰莹，金凤岭．新一代天气雷达图集［Ｍ］．北京：气象出版社，２００５．［１８］俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等．多普勒天气雷达原理与业务应用［Ｍ］．北京：气象出版社，２００６．

［4］耿建军．天气雷达晴空回波特征分析及其应用初步研究［Ｄ］．南京：南京信息工程大学，２００６．

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