虚拟仪器在天气雷达发射机脉冲测试中的应用

随着我国新一代天气雷达（CINRAD）的广泛布网,雷达的维修维护工作显得日益繁重。利用虚拟仪器测试系统对雷达重要参数指标测试是一种便捷有效的方式。本文从发射机射频脉冲包络以及其测量方法的介绍出发,搭建一套基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)模块化仪器的虚拟仪器系统,采用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)软件编程实现参数测试测量功能,通过实验完成了对脉冲包络的重要参数测试。虚拟仪器测试系统与传统仪器对比测量结果,验证了该测试系统的可靠性。     

中亚热带植物排放甲烷研究初报

甲烷(CH4)是大气中第二大温室气体,近年有研究发现在有氧条件下陆生植物也能排放CH4.本研究对中亚热带51种树木离体叶片在有氧环境下进行室内培养,发现21种植物能排放CH4,CH4排放速率范围为0.11～1.37 ngCH4.g-1 DW.h-1,平均排放速率为0.59ngCH4.g-1DW.h-1.植物是否排放CH4及其排放速率与观测条件密切相关.观测的51种植物中包括40种乔木树种和11种灌木树种,分别有15种和6种植物可排放CH4,CH4平均排放速率分别为0.69 CH4.g-1DW.h-1和0.30 ngCH4.g-1DW.h-1,且乔木和灌木之间存在极显著差异(P<0.05).     

CINRAD/CC型雷达数据传输系统故障分析与改进方案

对甘肃省3部CINRAD/CC型雷达近4年的雷达故障进行统计分析,作为雷达系统的主要故障部件,随着使用年限的增加,雷达数据传输系统的故障有明显的增多趋势.对引起故障的主要因素进行统计分析,提出了改进方法:基于标准网络的数据传输方式舍弃了原来的光纤系统;取消了基于光端机和复分接的通信方式,代以采用标准网络传输的通信方式;采用四创电子研发的终端软件(2.0版本),新增了集成的网络功能、用户权限功能、数据产品和图像产品全自动生成、数据文件的检索能力、语音报警等功能.改进后的雷达数据传输系统运行情况表明:网络型光纤通信系统减少了雷达数据传输故障,增强了系统的可靠性和稳定性;雷达数据的传输率和有效性也得到一定的提高,确保了新一代天气雷达的正常业务观测.     

相邻雷达回波差异检测方法研究与应用

文章介绍相邻雷达在重叠区回波差异的检测方法,造成邻近两部雷达在重叠区回波差异的原因分为外界因素和内在因素。排除遮挡、地物/超折射杂波及大气衰减等外界因素,根据雨滴直径与下落末速度的关系,对相邻两部雷达基数据进行时间、空间一致性匹配,比较邻近两部雷达在重叠区域中相同时间、相同采样空间上的回波观测值,若仍然存在明显差异,则是由雷达自身一些因素造成的。文章采用了郑州雷达一次频率源故障过程和广东一次飑线过程中的数据作为个例,分析表明该方法能有效检测出相邻两部雷达在重叠区的观测值差异,在全国新一代天气雷达网实时运行监控业务中具有较高的应用价值,当检测出某一部雷达与邻近几部雷达存在明显的观测差异时,可通过报警方式将信息传送至雷达机务人员,以便及时查找和解决雷达的故障问题。     

相控阵技术在大气探测中的应用及面临的挑战

摘要： 近年国际上相控阵技术在大气探测领域中的应用有了重要进展,成为雷达气象学研究的又一新热点,并可能成为今后天气雷达发展的重要方向。介绍了相控阵技术在大气探测中应用现状和研究进展,以及近年在气象应用中所获得的最新研究结果,展望了相控阵技术的应用前景,进一步讨论了开展相控阵技术研究所面临的技术挑战和未来发展的方向。为我国开展相控阵天气雷达的研制提供参考。     

湘西北地区一次局地特大暴雨分析

利用多普勒雷达资料和闪电定位资料,对2006年8月24日晚常德西北地区的局部特大暴雨成因进行分析,结果表明MCV的不断生成与合并维持MCC的生命史,3个MCC组成一个有组织的MCS,中尺度辐合线是造成特大暴雨的主要原因,回波的生成和发展趋向暖湿气流流入的方向,中低层东南暖湿气流为特大暴雨提供充足水汽,闪电活动的开始指示强降水的开始,南北向地形的抬升作用有利于回波维持和加强,提高回波降水效率和延长降水时间。     

确定风廓线雷达功率谱噪声功率方法

风廓线雷达以测风为主要目的设计,没有充分考虑强度的定量测量。如果能够实现强度定量测量将大大扩展风廓线雷达的应用范围。首要的扩展应用就是可以获取雨滴谱分布、解决降水定量测量准确性问题。若实现强度定量测量,需要解决的一个关键技术问题是如何由其功率谱数据准确计算噪声功率。该文根据风廓线雷达功率谱估计方法、依据噪声频域统计特性,提出了一种计算风廓线雷达功率谱噪声功率的方法,并利用风廓线雷达实测功率谱数据进行检验。检验结果表明:即便在有降水或存在地物时,该方法仍可以准确、快速分辨出噪声功率谱, 且客观有效。     

CINRAD/SA雷达频综故障检修方法

频综是多普勒全相参天气雷达的核心部件,其组件工艺水平高且价格昂贵,它提供了整个雷达工作所需的基准信号,共有5路输出,它们分别是9.6MHz主时钟信号、COHO信号、RF DRIVE信号、STALO信号、RF TEST SIGNAL信号.由于不同地区雷达发射机工作频率不同,因此频综不能通用,在台站,备份频综组件不太现实.由于厂家没有提供频综图纸,使得故障判别难度加大.因此通过剖析频综内部结构,给出频综的内部原理简图.针对十多个CINRAD/SA雷达频综出现的故障,划分出三种故障类型,并提出具体维修方法,在此基础上,归纳出该型号雷达在使用过程中频综出现故障时,雷达操作、维护人员应掌握的故障排查方法及技巧,以提高台站的保障能力.     

相控阵天气雷达波束特性

为了缩短雷达的探测周期, 相控阵天气雷达必须采用宽波束发射, 多波束接收。该文在天线口径为均匀分布和非均匀分布情况下讨论了相位扫描天线的方向图, 对波束特性进行分析, 提出采用非均匀划分子空间方法可对相位扫描天线带来的波束展宽效应和增益减小进行补偿, 并模拟设计了一个相控阵天气雷达天线方案, 给出宽波束和多个窄波束方向图及波束参数。结果表明:海明加权方法可使副瓣电平降低到-25 dB, 能基本满足天气探测需求; 采用非均匀划分子空间能够对波束宽度和天线增益进行补偿; 文中所设计的天线方案不仅能够缩短雷达的探测周期, 还能充分利用雷达的照射能量。     

虚拟仪器在天气雷达接收机测试中的应用

目前天气雷达测试和日常维护主要依赖于传统台式仪器,其功能单一、不便携带等局限性极大制约雷达故障诊断和修复,给气象服务带来严重影响。通过对接收机原理和性能参数进行分析,介绍了虚拟仪器的硬件结构和软件特点,并以中频带宽测试为例,详细介绍了虚拟仪器测试系统的设计思路、工作原理和操作方法。由于采用便携式PXI模块化仪器为硬件基础,以软件编程为核心,虚拟仪器体积小、重量轻、便于携带,克服了传统仪器的不足,具有良好的环境适应能力和功能扩展优势,特别适用于雷达台站进行现场测试。