天氣雷達技術(shù)研究進展及其在我國天氣探測中的應(yīng)用

曹海維　于永濤

摘 要：在大氣監(jiān)測過程中，天氣雷達是重要的一種手段，在近些年來，天氣雷達技術(shù)發(fā)展迅速。在短臨預(yù)報當(dāng)中，天氣雷達是重要的觀測設(shè)備，不管是在預(yù)報方面還是在監(jiān)測方面，在氣象日常工作當(dāng)中已經(jīng)得到了廣泛的使用。基于此，文章就天氣雷達技術(shù)研究進展及其在我國天氣探測中的應(yīng)用進行簡要的分析，希望可以提供一個有效地借鑒，從而更好地促進我國天氣探測技術(shù)的進步。

關(guān)鍵詞：天氣雷達技術(shù)；天氣探測；應(yīng)用

中圖分類號：P412 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171233225

1 天氣雷達技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 雙線偏振技術(shù)

相比于常規(guī)多普勒天氣雷達來說，雙線偏振天氣雷達不僅能夠得到氣象目標(biāo)的平均徑向速度Vr反射率因子Zh以及速度譜寬W等這些重要的信息之外，還能夠?qū)δ繕?biāo)的其他偏振參數(shù)進行獲取，例如雙程差示傳播相移φDP退偏振比LDR等。

1.2 脈沖壓縮技術(shù)

對于天氣雷達來說，其作用距離是由多種參數(shù)來共同決定的，比如發(fā)射功率、脈沖寬度以及接收機的靈敏度等，但是天氣雷達的發(fā)射信號寬度則會直接對天氣雷達的距離分辨能力造成直接的影響。因此，對于常規(guī)的脈沖雷達來說，發(fā)射信號的寬度與脈沖寬度為一常量，所以如果不講雷達的硬件參數(shù)進行升級的話就會使作用距離和距離分辨能力就會是一項非常重要的矛盾。

2 提升雷達技術(shù)性能的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 提高雷達的可靠性，提升天氣系統(tǒng)的追蹤能力

在雷達當(dāng)中，故障出現(xiàn)概率比較高的部位為發(fā)射機、伺服部分，對雷達的部件性能進行積極的改進與設(shè)計，能夠保證雷達的穩(wěn)定運行。在實際的改造過程中，例如可以將雷達伺服當(dāng)中的直流碳刷式電機進行改進，從而變成交流無碳刷電機，使得碳刷損耗大所造成的故障隱患高發(fā)的問題得以有效地解決。在發(fā)射機當(dāng)中，濤提高調(diào)制器的設(shè)計可靠性，對于關(guān)鍵部位的構(gòu)件可以采用降額使用的方式，保證布線的合理性，以免有高壓打火的情況出現(xiàn)，從而使得高壓組件的使用壽命得到大大的提升。

2.2 在線實時自動標(biāo)定技術(shù)的應(yīng)用

在天氣雷達技術(shù)當(dāng)中，云雨目標(biāo)的回波強度的測量誤差主要是受到雷達脈沖累積的次數(shù)所決定的。在回波強度估值精度的影響參數(shù)方面，主要有接受系統(tǒng)增益以及發(fā)射功率等參數(shù)。在對天氣雷達系統(tǒng)改進的過程中，針對影響比較大的幾項參數(shù)，應(yīng)當(dāng)在每一次的體掃之前做好檢測，將機內(nèi)檢測設(shè)備進行增加，主要包括機內(nèi)的噪聲源、信號源以及功率檢測的探頭等。

3 天氣雷達在天氣探測中的應(yīng)用維護措施

3.1 發(fā)射系統(tǒng)維護

如果天氣雷達處于正常的工作狀態(tài)中的話，在發(fā)射機當(dāng)中一般不會有故障問題存在，即使有元件故障問題出現(xiàn)也能夠及時的將其排除。為了有效地防止發(fā)射機出現(xiàn)故障問題，一般情況下可以每隔3個月的時間進行1次預(yù)防性維護，主要的維護內(nèi)容為清灰處理，即就是對發(fā)射機柜的出風(fēng)口、進風(fēng)口以及聚焦線圈濾塵網(wǎng)當(dāng)中的灰塵進行清理。在脈沖變壓器的油箱當(dāng)中，需要每年都檢查1次，主要的目的是對油箱中介點的強度情況進行檢測。

3.2 天線系統(tǒng)維護

對于天線系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)每半年對天線座的水平檢查1次，如果在天線座當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有超出誤差范圍的情況，應(yīng)當(dāng)及時將其進行調(diào)整。在維護工作當(dāng)中，對于天線座的清潔工作也應(yīng)當(dāng)加以重視，可以每隔3個月的時間對其進行清潔，在對表面進行清理的過程中，應(yīng)當(dāng)使用清水，在對內(nèi)部清理的過程中，嚴(yán)禁對含水成分的液體使用，使用吸塵器對內(nèi)部進行清理即可，需要注意的是在清潔的過程中應(yīng)當(dāng)對各部位的端蓋以及密封墊進行檢查，看是否正常。對天線座的使用情況進行定期的檢查，將方向門蓋板以及其他需要檢測點的蓋板進行摘除，對內(nèi)部插頭以及連接處的臟污情況以及松動情況進行檢查，將元件內(nèi)部的灰塵進行清理，在清理完成之后應(yīng)當(dāng)保證每一個蓋板都復(fù)原。

3.3 其他設(shè)備的維護

為了使得天氣雷達運行的整體性能得到充分地保證，應(yīng)當(dāng)按照對其他附屬設(shè)備進行檢查以及維護，包括對油機、配電箱以及UPS等設(shè)備的維護與檢查。采用定期檢測的方式，對UPS電池段的電壓進行檢查，看是否處于正常的范圍之中，如果在長期工作狀態(tài)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)利用認(rèn)為控制的方式來對中斷供電加以控制。還應(yīng)當(dāng)對配電箱各個接線柱以及開關(guān)的工作狀態(tài)進行定期的檢測，并對電壓是否正常加以注意。

當(dāng)前為了能夠?qū)庀筇綔y的技術(shù)水平進一步改善，對于天氣雷達的研究是一項非常重要的內(nèi)容。所以，對于氣象工作者來說，應(yīng)當(dāng)積極探索以及加強科研單位、業(yè)務(wù)單位、雷達廠家之間的合作，我國天氣雷達技術(shù)必將會迎來蓬勃的發(fā)展。

參考文獻

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