对流层风廓线雷达T／R组件的研制
风廓线雷达与及激光测风雷达
波束进行控制。②从模块箱接收观测信号,并检测出信号的 相位。③在收发装置中还产生这个系统的时间信号,用于系 统的时序控制。
• 数据处理单元:主要是用计算机处理收发装置送来的数据,以 图形方式将处理后的产品显示出来,同时保存数据文件
定位精度
±0.1度
位置分辨率 ±0.01度
位置重复率 ±0.05度
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激光测风雷达-分类
探测方式： • 相干探测激光雷达 • 非相干探测（直接探测）激光雷达。
激光测风雷达-分类
• 直接式常以空气分子的瑞丽散射为基础，一般选择蓝绿光或紫外等短 波长激光作为发射源，才能得到比较强的瑞丽散射气象回波信号，经 过单边缘滤波、双边缘滤波或条纹检测手段，通过功率谱分析方法， 间接提取多普勒频率信息。
• 2007年，中国科学技术大学研发了一台波长为355nm的车 载测风激光雷达系统。
• 当前，中国兵器209所在传统扫描方式的基础上，研发了 一种采用二维扫描工作方式的小型三维测风激光雷达。
WindTrace相干激光多普勒测风雷达
技术参数
技术指标
脉冲重复频率 500Hz ±10Hz
脉冲能量
2mJ
风廓线雷达-原理探究
• 实际仪器设计为三波束或五波束 轮流发送
• 通过依次测量1个天顶垂直波束 指向和东、南、西、北4个倾斜 波束指向上各个距离库的多普勒 速度, 在大气水平均匀的条件下, 用同一高度上的5个波束指向的 多普勒速 度测量值联合求解出 大气3维风场。
02 激光测风雷达
激光测风雷达-概念探测
风廓线雷达——一种新型的测风雷达
从 年 10 月 刀 日 本文于 1望 收封
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时 通 常 要 有 一 定 的假 设 即 认 为 大 气 变 化 在
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提要
一种新型 的 测 风雷达
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本 文介绍 了 风廓线雷 达的侧风 原理及这种 礴风方 式对 雷达设 备的姿 求 同时 也筒 要 介 绍 了
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风廓线雷达
垂直风测定：测定垂直风速，研究强对流等 天气现象的垂直结构。 2002 年7～9 月在广 东阳江海凌岛实施了首次中国登陆台风现场 科学试验，试验中首次启用风廓线仪、多普 勒声雷达等先进仪器，对台风“黄蜂”进行 了追踪观测，获取了大量登陆我国台风内部 和环境场的精细资料。 Neiman 等利用 NOAA 的风廓线仪和RASS 资料，研究了 Colorado 地区大气低层和对流层中部天气系 统的垂直结构。
结构
风廓线雷达组成框图
流,它们能引起折射指数的不规则变化,对无线 电波产生散射作用。风廓线仪向天空发射无 线电波,并接收它的回波,这些回波是由于大气 湍流在空中不同层面引起的电波折射而产生 的,通过对回波的处理和分析就可以获得湍流 的多普勒系数和强度系数,从而反演出湍流强 度、运动方向和运动速度随高度的分布。大 气湍流的运动是随背景风的运动而运动的,因 此,如果获得了大气湍流的多普勒速度和方向, 同时也就获得了风的多普勒速度和方向。
风廓线雷达的特点
风廓线雷达类型
各种类型风廓线仪用途：
Байду номын сангаас
边界层风廓线雷达：航空港飞机着陆与起飞； 空间污染监控；军事替代地面观察站；研究。 低对流层风廓线雷达：航空港环境——飞机 着陆，起飞，交通管制；运输和扩散——危 险原料（核能）的污染控制；军事——射弹 风修正；研究。 对流层风廓线雷达：天气观察、预报及研究
测量精度
风廓线雷达的探测是有非常高的测量精度，其运行 也有很高的可靠性。风廓线雷达的整个系统有现代 的最新技术，举几个例子：远距离操作监控，路上 通讯线路、卫星数字化通讯，高效能固态发射机， 数字化信号数据处理，喂处理助兴检测器等等。由 此看出，风廓线雷达系统具有相当高的运行可靠性， 而且还有操作维修方便的优点。平均无故障的时间 最低为6个月，修复时间平均也只需一小时左右。 看得出风廓线雷达比一般雷达要求要高许多。至于 探测精度，中低层垂直分辨率为250米，高层1千米； 风速的误差会小于在3.65千米每时，与气球测风有 相当的测量精度。
一种风廓线雷达接收机设计与实现
一种风廓线雷达接收机设计与实现摘要：详细介绍了一种风廓线雷达接收系统的设计与实现。
该系统采用了多项先进技术，包括超高灵敏度、大动态范围、数字中频等，具有系统灵敏度自动标定功能，提高了系统的微弱信号检测能力。
关键词：接收机高灵敏度大动态1 引言风廓线雷达以晴空湍流为探测目标，利用大气湍流对雷达电磁波的散射作用和脉冲多普勒雷达技术，获取空中水平风向、风速等数据。
为了获得微弱的回波信号，要求接收机具有超高灵敏度和较大的动态范围。
本文详细介绍了一种风廓线雷达接收机的设计与实现。
该接收机采用了多项先进技术，包括超高灵敏度、大动态范围、数字中频等，具有系统灵敏度自动标定功能，提高了系统的微弱信号检测能力。
2 系统组成与功能接收机主要由限幅开关耦合放大组件（含T/R开关、耦合器、低噪声放大器）、高频带通滤波器、上变频器、下变频器、标定单元、中频通道盒、数控衰减器和数字中频盒、电源板等组成。
组成框图如图1。
其功能主要有：a、将频综分系统输出的本振和调制信号经上变频输出射频激励信号；b、将接收到的射频回波信号进行低噪声放大、滤波，然后进行下变频，变换为中频信号，中频信号送入数字中放盒进行AD采样、数字下变频、IQ解调、滤波后输出至信号处理；c、在标定状态时，可根据需要完成灵敏度和噪声系数标定。
图1 接收机组成框图3 主要性能工作频率：1300MHz±10MHz；噪声系数：≤2dB；线性动态范围：≥70dB （含STC、AGC）；中频频率：60MHz±1MHz；中频带宽：≥2.5MHz；最小可检测信号功率：≤-147dB。
（终端测量）4设计方案工作原理与传统雷达接收机原理相似，采用下变频方案，射频回波信号经限幅开关耦合放大器放大、高频带通滤波器滤波后与本振信号下变频得到中频信号输出；上变频器将调制信号与本振信号上变频，得到的信号作为发射激励信号；在标定状态下，根据标定选择开关可将标定信号上变频，通过数控衰减器送限幅开关耦合放大器的耦合端进行速度和灵敏度标定。
风廓线雷达数据处理与应用研究
风廓线雷达数据处理与应用研究风廓线雷达数据处理与应用研究摘要：风廓线雷达是一种常用于探测大气中风场结构和变化的仪器，广泛应用于气象、航空、环境科学等领域。
本文主要探讨了风廓线雷达数据的处理方法及其在实际应用中的研究进展。
首先介绍了风廓线雷达的基本工作原理和数据获取方式，然后详细讨论了雷达数据处理的流程和常用方法。
接着，分别介绍了风廓线雷达的应用于天气预报、空气质量监测、气候研究等方面，探讨了其在这些领域中的具体应用和作用。
最后，对目前风廓线雷达数据处理与应用研究的不足进行了总结，并展望了未来的发展方向。
一、引言近年来，随着大气科学研究的迅猛发展，风廓线雷达作为一种能够实时、连续观测大气风场的先进仪器，得到了广泛的应用。
风廓线雷达可以提供垂直方向上大气风场的信息，对于理解大气中的动力学过程、天气变化和气候演变等具有重要意义。
二、风廓线雷达的基本原理和数据获取风廓线雷达是一种主动型雷达，利用发射的微波信号与大气中的散射体进行相互作用，通过接收散射回波来获取散射体的运动信息。
风廓线雷达的基本原理是多普勒效应，即监测散射回波的频率变化来推测散射体的运动状态。
三、风廓线雷达数据处理方法风廓线雷达数据处理的目的是从原始雷达回波中提取有用的风场等信息，并将其转化为可视化的形式。
常用的风廓线雷达数据处理方法主要包括数据质量控制、多普勒频谱分析、风场反演和数据可视化等步骤。
四、风廓线雷达在天气预报中的应用风廓线雷达在天气预报中的应用主要体现在对切变线、对流云和飑线等天气现象的监测和预警上。
通过监测大气中的风场变化，可以及时发现和跟踪可能发展成破坏性天气事件的特征。
五、风廓线雷达在空气质量监测中的应用风廓线雷达在空气质量监测中的应用主要体现在对大气污染物传输过程的研究上。
通过监测大气中的风场和污染物浓度分布，可以评估不同污染源的影响程度和扩散途径，为制定有效的空气质量改善策略提供科学依据。
六、风廓线雷达在气候研究中的应用风廓线雷达在气候研究中的应用主要集中在对大气环流、季节变化和气候异常等方面的探索。
TR组件
开关电路
一般称为天线收发模块应用在收发器，其功能是在发送状态将天 线和发射器进行连接，而在接受状态时，将天线与接收器进行连 接。
PIN 二极管作为一个基本单元在这些开关中的使用时，他们就 会比电子 - 机械开关提供更高的可靠性，更好的机械强度和更 快的开关速度。
PIN二极管开关电路技术指标
插入损耗和隔离度：PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻， 因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时 其衰减也非无穷大，成为隔离度。二者时衡量开关的主要指标，一 般希望插入损耗小，而隔离度大。
隔离器基本原理
隔离器是一种采用线性光耦隔离原理 , 将输入信号进行转换 输出。输入 , 输出和工作电源三者相互隔离 , 特别适合与需要 电隔离的设备仪表配用。 隔离器又名信号隔离器 , 是工业控制系统中重要组成部分。
隔离器主要技术参数
1. 隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是 衡量信号隔离器的主要参数之一。单位：伏特 @1 分钟。它 指的是输入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压 能力。它的数值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强， 滤波性能越高。一般的，这种耐压测试是通过一次性样品 的耐压检验来确定的。
• 理论分析以单节限幅电 路为基础 ,单节二极管并
联时的等效电路图如图
1所示。其中: Cj、Rf为 PIN限幅二极管的高阻、 低阻状态时的等效元件; Z0、L分别是传输线的特 性阻抗和二极管两端的 等效电感 ,Z0 =50Ω。
微波限幅器主要参数定义
1.限幅电平：限幅器开始限幅时的功率值。 2.插入损耗：输入电平低于门限电平时输入信号 损耗，一般在-10dBm下测试。 3.承受功率：能承受的最大输入功率（脉冲功率， 脉冲平均功率，连续波功率）。 4.恢复时间：以输入脉冲终止开始，到限幅器损 耗比插入损耗大3dB为止的时间。
有源相控阵雷达T_R组件稳定性分析设计
有源相控阵雷达T/R组件稳定性分析设计发布时间：2022-08-12T06:07:14.196Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第6期作者：刘先莉[导读] T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件，刘先莉中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230000摘要：T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件，有源相控阵雷达天线辐射单元经T/R组件将发射信号功率放大，以低噪声放大接收信号，并调整幅度及相位，从而完成发射与接收波束的空间合成。
关键词：有源相控阵雷达；T/R组件；稳定性一、有源相控阵雷达发展概况相控阵雷达是指通过相位控制电子对阵列雷达进行扫描，利用大量个别控制的小型天线进行单元排列，最终形成天线阵面，并且每个天线单元由各自独立的开关控制，形成不同相位波束。
相控阵雷达分为有源和无源两类，其中，有源相控阵雷达天线阵面的每个天线单元中均含有源电路，T/R组件是有源相控阵雷达的关键部件，很大程度上决定其性能优劣。
收发合一的T/R组件包括发射支路、接收支路、射频转换开关、移相器。
每个T/R组件既有发射高功率放大器(HPA)、滤波器，限幅器，又有低噪声放大器(LNA)、衰减器、移相器、波束控制电路等。
由此看见，利用二维相位扫描的有源相控阵雷达设备量和成本相当可观。
尽管如此，最先研制成功并投入应用的相控阵雷达就是有源相控阵雷达，例如20世纪60年代末美国研制的的大型相控阵雷达AN/FPS-85。
该相控阵雷达作用距离数千公里，被用于空间目标监视、跟踪及识别，可做导弹预警、测轨和编目卫星。
采用收发阵面分离的二维相位扫描相控阵平面天线，其发射天线阵中含有五千多个天线单元，发射机采用四极管等电真空器件，每个发射机峰值功率高达6kW，平均功率约80W。
采用有源相控阵天线模式，利用空间功率合成方式，实现发射机总输出峰值功率32MW、平均功率400kW的要求。
有源相控阵雷达出现较晚，大部分是三坐标雷达，即方位(水平方向)机械扫描、仰角(垂直方向)电扫描的一维相位扫描雷达，以此获取目标距离、方向和高度信息。
风廓线雷达数据处理与应用研究
风廓线雷达数据处理与应用研究风廓线雷达数据处理与应用研究一、引言风廓线雷达是一种用于探测大气中风场特征的高分辨、全天候雷达系统。
它利用探测得到的散射信号和多普勒频移信息，可以获取大气中不同高度上的风速和风向数据。
这些数据对于气象、航空、气候等领域的研究和应用具有重要意义。
风廓线雷达数据的处理和分析是利用这一技术的关键环节，本文将对风廓线雷达数据的处理方法和应用进行研究和探讨。
二、风廓线雷达数据处理方法1. 数据获取风廓线雷达通过发射微波信号，利用散射回波量测来自大气中不同高度上的信号强度。
这些回波信号被接收到雷达天线，并通过模拟/数字转换等方式将其转化为数字信号保存。
获取的原始数据包括频率、强度和多普勒频移信息。
2. 数据预处理原始数据存在一定的噪声和杂波，需要进行滤波和去噪处理。
滤波可以选择不同的算法，如中值滤波、卡尔曼滤波等。
去噪处理可以采用傅立叶变换、小波变换等频域方法，也可以利用滑动窗口平均、差分算法等时域方法。
3. 数据分析数据分析主要包括信号处理、多普勒频移解算和风分析。
信号处理包括雷达图像生成和分析，可以利用滤波、插值等算法对散射回波信号进行处理和可视化展示。
多普勒频移解算是指通过多普勒频移信息计算出风速和风向，可以利用傅立叶变换、互相关等方法进行解算。
风分析是利用解算得到的风速和风向数据，对大气运动、风场结构等进行分析和研究。
三、风廓线雷达数据应用研究1. 气象学应用风廓线雷达可以提供大气中不同高度上的风场特征，对于气象学研究有着重要意义。
可以通过分析风廓线数据，探测大气中的气旋、锋面等天气系统；研究大气运动对降水、气温等气象要素的影响；监测大气层结、对流发展等气象过程；识别大气中的边界层和湍流等。
2. 航空航天应用风廓线雷达可以提供精确的风速和风向数据，在航空和航天领域有着广泛的应用。
利用风廓线雷达可以监测低空风场，为飞机起降、航迹规划等提供重要参考信息；可以预测复杂气象条件下的空气动力学影响，提高航空器的飞行安全性；可以研究风切变等对飞行的影响，改善飞行操纵性能。
风廓线雷达
风廓线雷达
风廓线雷达是一种用于探测大气中风速和风向的仪器。
它通过发射无线电波至大气中，并接收反射回来的信号来获取相关数据。
风廓线雷达在气象学、气候研究和天气预报等领域具有重要的应用价值。
原理
风廓线雷达工作原理是基于多普勒效应。
它通过测量反射回来的无线电波的频率变化，从而得出大气中不同高度处的风速和风向信息。
风廓线雷达可以获取垂直方向的风廓线数据，为研究气象变化提供了重要数据支持。
应用
•气象研究：风廓线雷达可以用于监测大气中风场的变化，为天气和气候研究提供了有力数据支持。
•天气预报：通过监测大气中风速和风向的变化，风廓线雷达可以提供精准的风暴预警，为应急管理提供重要信息。
•航空领域：风廓线雷达可以用于监测飞机起降过程中的气象条件，确保航班安全。
发展趋势
随着气象技术的不断发展，风廓线雷达的性能和精度不断提高。
未来，风廓线雷达将更加智能化、精准化，为气象预测和气候研究提供更好的支持。
结论
风廓线雷达作为一种重要的气象探测设备，发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，风廓线雷达将在气象领域发挥越来越重要的作用，为人类的生活和发展提供更好的服务。
风廓线雷达的原理及其应用
风廓线雷达的测风原理和方法
1、大气湍流散射 由于大气湍流折射率的不均匀性，会引起电磁波的散射。向空中发射 电磁波，即使在晴空的情况下也会接收到大气的回波。描写大气湍流 散射的雷达方程为： PtGhL2
Pr 7.3 10 4 Cn 5 / 3
2
R2
式中Pr为雷达接收到回波功率，Pt是雷达发射的脉冲功率，h是雷达 的取样长度，τ是雷达发射脉冲宽度，L是雷达天馈系统的损耗，R是 回波所在的距离。 能够形成晴空回波散射机制的一个必要条件是探测区域的湍流尺度等 于二分之一的电磁波波长。由于大气的湍流尺度随高度增加，不同探 测高度的风廓线雷达要采用不同的电磁波波长。风廓线雷达通常使用 表 1 电磁波频率如表1。
根据雷达工作频率的不同，可将风廓线 雷达分为甚高频（VHF）、超高频（UHF） 和L波段三类。一般情况下，边界层风廓线雷 达选用L波段，对流层风廓线雷达选用UHF （P波段），探测高度在平流层以上的风廓线 雷达大致选用VHF。
探测原理
风廓线雷达主要以晴空大气作为探测对象，利 用大气湍流对电磁波的散射作用进行大气风场等要 素的探测。风廓线雷达发射的电磁波在大气传播过 程中，因为大气湍流造成的折射率分布不均匀而产 生散射，其中后向散射能量被风廓线雷达所接收。 一方面，根据多普勒效应确定气流沿雷达波束方向 的速度分量；另一方面，根据回波信号往返时间确 定回波位置。由此看来，风廓线雷达是无线电测距 和多普勒测速的结合。
业务应用的风，如规定等压面，规定高度等都是在计算层风的时间和风向风 速关系曲线上用线性内插的方法求得。 由于大部分业务应用的风正好落在计算层风对应时间的概率很小，业务所需 的风向风速几乎都是内插求得的。 《规范》规定的风内插方法，风向风速是 分别进行的。 在进行风的内插处理时，风速都作为正值处理。而风速是有方向的，采用线 性内插法忽视了其方向性。而风向在一个圆周上取平均值，尤其是在间隔时 间较大的情况下，也是有问题的。 因此，在应用传统测风方法所得风向风速的数据时，应注意以下问题： 1）风是相对于某一高度层的平均风，忽略了层内的风向风速变化，即湍流运 动。在计算层内，当风向风速有较大变化时，不能代表该层风的实际情况。 2）在探空同时测风的情况下，风的分层高度分别约为400米、800米和1600 米。小球单测风是上述分层高度的一半。 3）气球定位测风并不是测站上空的风，其高层风的测量结果可能是 100公里 以外的情况，当大气流场不均和锋面过境时，可能完全不能代表测站上空的 情况。
中国航天科工集团二院二十三所招聘公告
中国航天科工集团二院二十三所招聘公告中国航天科工集团二院二十三所现招聘2016年应届毕业硕士研究生、博士研究生。
本次招聘的学生统一到北京市工作。
2015年10月19日，二十三所将赴中国科学技术大学招聘，欢迎广大同学前往招聘现场，同时请有意来二十三所工作的同学把个人简历及成绩单（电子版）发到我所的信箱中。
发送简历时请按照如下格式命名简历和邮件主题：姓名_应聘岗位_学校_专业_学位_性别。
凡不符合以上格式的简历恕不受理。
一、航天科工集团二院二十三所简介：见附件二、招聘岗位：岗位列表：（一）综合类岗位（需求多种专业）：（二）信号与信息系统、通信与信息工程、电磁场类专业岗位（三）微波电路、物理电子、微波与固体电路、微电子专业岗位（四）自动控制专业类岗位（五）航空航天类岗（六）计算机专业类岗位（一）综合类岗位（需求多种专业）：1系统设计工程师（博士）岗位职责：负责雷达总体方案设计、雷达算法研究、仿真、验证，所负责的型号项目系统联调、外场试验的组织协调；雷达特征提取与目标识别。
专业需求：信号与信息处理、电磁场与微波技术、通信与信息系统、升空载荷系统等专业。
方向：雷达系统仿真、防天制导、电子对抗、数据处理、空天基SAR干涉、ISAR成像、InSAR、GIS系统、雷达抗干扰、目标识别、反隐身、光学系统等。
2预警雷达系统总体设计师（博士）岗位职责：负责预警雷达的总体方案设计、算法研究、仿真、验证，所负责的型号项目系统联调、外场试验的组织协调。
专业需求：信号与信息处理、电磁场与微波技术、通信与信息系统等相关专业。
方向：机载预警、临近空间、米波预警、无源探测、地波超视距、三坐标数字阵列雷达等。
3气象雷达系统总体设计师（博士）岗位职责：负责气象雷达、风廓线雷达、激光雷达系统的总体方案设计、算法研究、仿真、验证，所负责的型号项目系统联调、外场试验的组织协调。
专业需求：信号与信息处理、电磁场与微波技术、通信与信息系统、大气科学、大气环境、污染物探测、激光雷达相关专业。
风廓线雷达的原理及其应用
3、风的短时间和长时间间隔计算结果的比较 目前新研制的高空探测系统，可以达到每秒录取一次数据要求，用707雷 达的秒数据计算的风向风速随时间的变化如图6。
图6
用传统方法计算的风随高度的变化如图7。此种方法每分钟只能利用两次数 据，其余58次没有利用。
图7
图6所示的以秒数据计算的风向风速引入了定位装置误差 的影响，是很不真实，并且是不能用的。图7所示的风是 可以实际应用的。 目前《高空气象探测规范》规定风向风速算法是基于定 位装置误差的考虑。短时间间隔的空中风向风速是不能 用于业务的。 传统的气球定位测风方法，由于定位装置的误差，不可 能得到空中短时间风的湍流运动数据。 4、风速本身的波动 用GPS探空雷达测得的一秒间隔的风速连续变化可以 消除距离误差的影响，看到风速本身的波动，从风的两 个矢量变化可以看出，风本身的波动也是很大的，图8是 国产GPS探空雷达用多普勒测风方法得多的风的矢量变 化。
工作方式
为了获取风廓线雷达上空的三维风速信 息，至少需要三个不共面的波束。为了提高 探测精度，相控阵风廓线雷达一般采用五个 固定指向波束扫描，按预顺序轮流向如下所 述的五个方向发射射频脉冲（仰角一般在70º75º，以75º为例）。
回波信号的特点
风廓线雷达的回波是微弱的具有明显起伏涨 落、谱宽较宽的并伴有多种杂波的随机信号。微 弱、涨落和伴有杂波是风廓线雷达回波信号的突出 特点。并且回波信号随高度的增加反射率迅速减 小。因为回波信号非常微弱，所以极强检测微弱信 号的能力是对风廓线雷达的基本要求。有用信号大 多淹没在杂波之中是风廓线雷达回波信号的另一特 点。因此，如何将有用的气象信息从多种杂波中分 离、识别出来，是风廓线雷达的又一技术难题。
L波段风廓线雷达TR组件设计
• 139•某型L 波段风廓线雷达采用有源相控阵体制，具有20个TR 组件，按发射功率分为3类：8个680W 组件、8个340W 组件和6个170W 组件，与集中式发射机体制相比较，减少了功率分配支路带来的损耗，增大了雷达的功率，而且有更快的扫描速度。
TR 组件的性能很大程度上决定了雷达的性能。
1 系统组件设计1.1 组件的具体指标如下工作频率：1280 MHz ±10MHz输出功率(峰值)：170W~215W （组件输出端，共6件）L波段风廓线雷达TR组件设计安徽四创电子股份有限公司 甘成才图1 TR组件原理框图图2 移相器的相位误差和全相态寄生调幅幅度• 140•340W~430W （组件输出端，共6件）680W~860W （组件输出端，共8件）接收支路增益： 28dB ±1dB 移相器： 6位，移相步进5.625°衰减器： 6位，步进0.5dB控制功能：具有切换行列输出的功能，响应时间≤0.1s 1.2 系统组成根据系统指标，组件的原理框图如图1所示。
本设备由发射支路、接收支路、移相单元、收发切换单元、天线阵列选择开关单元、电源二次处理单元、控制模块等主要几部分组成。
其中发射支路又由放大单元、配相单元、耦合检测单元等组成，接收支路由接收单元（LNA ）、选择开关、限幅器和数控衰减器组成。
（1）移相器采用MACOM 公司的1.2-1.4GHz 雷达专用移相器MAPS-011007，6位控制，360°移相，具体指标见图2：由图2中的参数可以看出移相器精度（RMS ）：≤3.0º，全相态寄生调幅幅度：≤1.5dB 。
（2）衰减器衰减器采用MACOM 公司的衰减器，6位控制，最小步进0.5dB ，全有效位衰减控制31.5dB ，移相器精度（RMS ，所有相态叠加）：≤0.5 dB ，寄生调相：≤20°，实测0.3dB ，16°。
大气工程中风速廓线的反演技术研究
大气工程中风速廓线的反演技术研究大气工程是一门研究大气层与人类活动相互作用的学科，其中风速廓线的反演技术是大气工程中的一个重要课题。
风速廓线反演技术在气象、空气质量评估、风能利用等方面都具有重要的应用价值。
本文将对大气工程中风速廓线的反演技术进行研究。
大气层中的风速廓线是描述风在各个高度上的分布情况，它对气象、环境和工程等方面都有重要的影响。
而风速廓线的准确测量对于气象预报、天气频率建模以及大气污染分析等方面都至关重要。
因此，研究如何反演大气层中的风速廓线成为了大气工程领域的热点问题。
现有的风速廓线反演技术主要包括测气球法、激光雷达法和微波辐射计法等。
测气球法通过将探测仪器搭载在气球上升至大气层中进行风速廓线的测量。
激光雷达法则是利用激光束探测大气中的气溶胶、水汽和云等信息，从而推断出风速廓线。
微波辐射计法则是利用微波辐射计探测微波信号在大气层中的衰减，进而反演出风速的分布情况。
这些方法各有优劣，可以根据不同的应用需求选择合适的方法。
风速廓线的反演技术中，数据处理和分析是非常关键的一步。
在数据处理方面，通常需要通过去除仪器本底噪声、校正探测器误差以及处理信号反射等干扰，以获得准确的风速廓线数据。
在数据分析方面，则需要运用数学和统计方法对数据进行处理和分析，以找出其中的规律和趋势。
近年来，随着计算机技术和数据处理能力的不断提高，风速廓线的反演技术也得到了进一步的发展。
人工智能、机器学习和深度学习等技术的应用，使得风速廓线的反演精度得到了显著提高。
通过对大量历史数据进行分析和学习，机器可以自动识别和预测风速廓线的分布情况，从而提高预测准确度和反演效率。
除了技术和方法的发展，风速廓线的反演技术也面临一些挑战和难题。
例如，大气层中存在着各种各样的干扰源，如气溶胶、云和雾等，这些干扰源会对风速廓线的反演精度造成影响。
此外，大气层的动态性和复杂性也增加了风速廓线反演的难度。
因此，如何校正和修正这些干扰源，提高反演精度，仍然是当前研究的重点和难点。
风廓线雷达原理
因为风廓线雷达同 时要完成测速与定 位功能，所以风廓 线雷达是是无线电 测距与多普勒测速 的结合。
NO.2
国内外发展及应用
风廓线雷达诞生于20世纪80年代，近三十年已经在国 际气象组织得到认可和广泛使用。美国于1992年开始在美国 建成包括35部风廓线雷达的观测网，并进入业务运行，多年 来的运行结果表明，风廓线雷达网资料能满足观测精度的要 求，他的时空分辨率超过任何高空风测量系统。NOAA（美 国国家海洋和大气管理组织）在对风廓线雷达网进行评估时 指出: 6分钟的风廓线资料能显示出锋面，短波波动，气旋 和重力波等系统连续详实的演变过程，资料通话后，明显地 改善了3-6h临近数值预报结果，美国还计划研制是用于热带 海洋地区的太阳能自动风廓线系统。日本与2003年6月建成 包含31部风廓线来打的气象业务观测网，观测资料在多个领 域地得到广泛应用，芬兰，德国，瑞士，英国，法国都建早 有自主的风廓线雷达网
个波束方向发射脉冲进行探测。完成一个波束方向的探测之后，将波束切换到下一个 方向，进行下一个波束方向的探测，直到完成所有波束方向的探测，便完成一个探测 周期，再接着进行下一个周期的探测。因为技术条件的限制，抛物面天线雷达只能采 用单波束的工作方式。
多波束工作方式：在多波束工作方式下，相控阵风廓线雷达可以近乎同时完成多个
4.分类
NO.5
显示的图形产品
风廓线仪的数据处理由一台高性能的PC机来实现，它与信号处理器通过DMA相 联接，实时采集信号处理器输出的各波束射向上每个距离库的信号功率谱密度分布 ，经处理估算出各高度上水平风向﹑风速﹑垂直运动速度和各高度上cn2值，将处 理结果形成各类图形产品，建立数据和图形产品库，通过网络或其他通信方式，向 外传送观测数据和图形产品。
TR组件测试技术应用2
T/R组件测试技术应用
T/R组件是具有射频发射和接收功能的组件，内部包含发射通道和接收通道，由外部控制信号控制T/R组件是工作在发射状态还是接收状态，典型的控制信号是一个具有一定脉宽的周期信号，高电平控制T/R组件工作在发射状态，低电平控制T/R组件工作在接收状态，一个脉冲周期内，T/R组件实施一次发射和一次接收。
T/R组件的主要参数有发射功率、发射脉冲参数、通道增益、移相精度、接收噪声系数等。
T/R组件作为相控阵雷达的核心，主要应用于预警雷达、火控雷达、星载雷达等电子信息装备。
未来的T/R组件将朝着多功能、大功率的方向发展，并可以向电子对抗、敌我识别等领域发展。
对T/R组件进行具体应用时，需要通过对T/R组件相关指标的精确测量，才能判断天线是否符合应用要求。
T/R组件测试可以对T/R组件的若干参数进行自动测量，并实现数据记录处理、数据传输、误差修正、故障诊断等。
天线测试可分为单T/R组件测试、T/R阵列测试等，测试方式上有手动测试和自动测试两种。
典型的T/R组件测试系统以矢量网络分析以为核心，配置微波信号源、微波频谱仪、微波噪声系数测试仪、功率计、数字存储示波器、程控直流电源、系统软件和计算机等组成。
T/R组件测试技术紧跟T/R组件技术发展的步伐，T/R组件测试对相控阵雷达及其相关应用领域的科学研究起到了不可忽视的重要作用。
T/R组件测试技术在通信等领域具有广泛的应用前景。
（提供测试系统单位：中国电子科技集团41所）。
湍流廓线激光雷达的研制
湍流廓线激光雷达的研制
侯再红;吴毅;张守川;王小强
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2006(18)10
【摘要】对采用光波波段测量大气湍流强度廓线的湍流廓线激光雷达进行了研究.利用焦点附近的大气瑞利后向散射作为测量信标测量湍流信息,当聚焦高度不同时,可以测得不同高度的整层信息,从而可以得到一系列高度的整层湍流信息,最后通过算法得到分层的大气湍流廓线.介绍了湍流廓线激光雷达系统的组成原理和系统结构,采用像增强器的控制系统使得系统的有效测试距离达到15 km;通过与传统测量方法的对比,得出了可以作为湍流强度廓线测量工具的结论.最后展望了该系统的应用前景.
【总页数】3页(P1602-1604)
【作者】侯再红;吴毅;张守川;王小强
【作者单位】中国科学院,安徽光学精密机械研究所,大气光学中心,合肥,230031;中国科学院,安徽光学精密机械研究所,大气光学中心,合肥,230031;中国科学院,安徽光学精密机械研究所,大气光学中心,合肥,230031;中国科学院,安徽光学精密机械研究所,大气光学中心,合肥,230031
【正文语种】中文
【中图分类】TN249
【相关文献】
1.湍流廓线激光雷达中的电光开关设计 [J], 陆茜;侯再红;陈修涛
2.湍流廓线激光雷达的数据库系统管理设计 [J], 季永华;侯再红;张守川;谭逢富
3.湍流强度廓线激光雷达测量的反演算法研究 [J], 马后永;靖旭;张守川;吴毅
4.DCIM激光雷达测量湍流廓线反演算法及数值仿真研究 [J], 黄克涛;吴毅;侯再红;靖旭;程知;崔利果
5.湍流廓线激光雷达控制软件设计 [J], 王小强;吴毅;候再红;张守川;白水成
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湍流廓线激光雷达研制的开题报告
湍流廓线激光雷达研制的开题报告一、选题背景及意义湍流廓线是指在大气流动中的湍流运动中出现的气流中速度和风向的变化，它是影响大气运动的一个重要因素。
在飞行器的设计中，湍流是飞行安全和舒适度的一个重要问题，因此湍流廓线的研究具有重要的意义。
目前，湍流廓线的测量主要采用的是气象探空方法，并且在飞行器设计以及大气科学研究中，需要大量的湍流廓线测量数据。
然而，传统的气象探空方法需要事先布设探空站，且测量所得数据不够精确，因此需要一种新的、更加高效和准确的湍流廓线测量方法。
本研究拟采用湍流廓线激光雷达技术，研制出一种新型的湍流廓线测量方法，能够实现对大气湍流的快速、高精度、连续性测量，并且为相关研究提供有力的数据支持。
二、研究内容和研究目标本研究的研究内容包括基于激光雷达技术的湍流廓线测量原理研究、设备设计与制造、实验室验证、现场试验验证等四个部分。
本研究的研究目标是：1）研制出一种基于激光雷达技术的湍流廓线测量系统，并能够实现对湍流廓线的高精度测量。
2）通过实验验证，验证该系统能够在实际应用中有效地测量大气湍流，并且得到符合实际的测量数据。
3）为飞行器设计和大气科学研究提供有力的湍流廓线测量数据支持。
三、研究方法和技术路线1）研究方法本研究采用实验研究方法，通过实验室验证和现场试验验证，验证基于激光雷达技术的湍流廓线测量系统的可行性和有效性。
2）技术路线激光雷达能够通过测量光波的散射情况来获取物体的三维形状和运动状态，因此采用激光雷达技术来进行湍流廓线测量是一种合理的选择。
具体的技术路线如下：1）根据湍流廓线测量原理，确定激光雷达的测量参数和数据处理方法。
2）设计和制造基于激光雷达技术的湍流廓线测量系统，包括硬件配置和软件程序。
3）在实验室中对系统进行验证，通过实验数据分析，确定系统的测量误差和测量精度等参数。
4）在现场进行试验验证，对于不同的大气湍流情况，进行数据采集和分析，验证系统的可行性和有效性。
5）根据实验数据分析，不断改进和完善系统的硬件设计和软件程序，提高系统的测量精度和测量效率。
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第２ ９卷
１６ ０
第 ８期
现 代 雷 达
Ｍｏ ｒ ｄ ｒ ｄｅｎ Ｒａ ａ
Ｖｏ ＿ Ｎｏ． ｌ２９ ８ Ａｕ ｕ ｔ２ ７ ｇ ｓ ００
２０ ０ ７年 ８月
对 流 层 风廓 线 雷 达 Ｔ Ｒ组 件 的研 制 ／
嵇 源
技术 ， 噪声 中提取 回波 信 号 ， 行 谱分 析 、 平 均 以 从 进 谱
通 常 采 用 八 木 天 线 阵或 印刷 阵子 结 构 ， 在 Ｕ Ｆ频 而 Ｈ
段， 采用 短八 木 天线 阵 或 Ｃ Ｃ Ｏ Ｏ天 线 阵 （ ｏｘ １ ｏ ｉ— ｃａｉ ． ｌｎ ａｃ ｌ
处 理 系统 、 据处 理系 统和显 示 系统 ， 数 以及其 他一 些辅 助 设备 。
它们 引起折 射指 数 的不 规 则 变化 ， 无 线 电波 产 生 散 对
射作用。风廓线雷达¨ 向空 中发射 的高频脉冲， ］ 其绝
大部 分能量 穿过 大气 层 射 入 太 空 ， 由 于风 的切 变 与 但
【 关键词】 对流层风廓线雷达 ；／ Ｔ Ｒ组件 ； 特点 组件
中 图分 类 号 ：Ｎ ２ 、 Ｎ ７ Ｔ ８ １ Ｔ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｎｇ ｏ Ｒ ｏ ｕ ｅ ｆＴｒ ｐｏ ｐ ｒ ｉ ｄ Ｐｒ ｆｌ ｒ Ｒａ ｒ ｓｇ ｉ ｆ Ｔ／ Ｍ ｄ ｌ ｓ ｏ ｏ ｓ ｈｅ ｅ Ｗ ｎ ｏ ｉｅ ｄａ
ｔｄｅ ｈａ ｅ ｃ ｎｒ ｌｗｉｈ ａ ｖｅｙ ｈｉｈ ａ ｃ ｒ ｃ ． ｕ ／ｐ ｓ ｏ ｔｏ ｔ ｒ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ
【 ｅ ｏｄ 】ｒ ｏ ｈ ｅ ｉ ｒ ｌ ｄｒ Ｔ Ｒｍ ｄｌ；ｅｔｅ ｆｈ ｏｕ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｔｐｓ ｅ ｎ ｐ ｆ ｒａａ； ／ ｏｕ ｆ ｕ ｅ ｄｌ ｏ ｐ ｒｗ ｄ ｏｅｒ ｉ ｅ ａｒｏｔ ｍ ｅ
达 ｍ 量 级甚 至 更快 ， ｓ 因此 传 统 的抛 物 面 天 线 是不 适 用的 ， 而更倾 向于采用 平 面相控 天线 。对 于 Ｖ Ｆ频率 Ｈ
示踪 物 。风廓线 雷达 所探 测 的 目标 正是这 种 尺度 的大 气湍 流 ， 用它 遥感 探 测 风 速 。采 用先 进 的信 号 处 理 利
２ 正 式起 控 阵 风 廓 线 雷 达 的关 键 功 能 ／ 件 。在大气 中随时 问 的变 化 存 在着 各 种 尺 度 的 湍流 。
对流层风廓线雷达与常规 的天气雷达一样也包括 这 样一些 设 备 ， 天馈 线 系统 、 发射 系统 、 接受 系统 、 信号
（ 南京 电子技 术研 究所 ， 南京 ２ ０ １ ） １０ ３
【 摘要 】 介绍 了对流层风廓线雷达 中使用 的 Ｐ波段高功 率 Ｔ Ｒ组 件 ， ／ 简述 了该组 件 的使用背景 组成 、 工作原 理 、 设
计思想及相关调试 问题 ， 给出了组件的主要性 能指标 ， 总结 了组 件 的特 点 。对流 层风廓线 雷达 的工作方 式与常规雷 达有 较 大的差异 。组件要实现高功率 、 高可靠性 、 低成本 、 近距 离测试 、 极 高精度 幅相控制等功能 。
湍流 ， 极 微 弱能 量 的 电磁 波—— 半 波 长 尺度 大 小 的 有 湍 流经 大气后 向散射 回天 线 ， 就 是平 均风 速 的一 个 它
对 流层 风廓线 雷 达 天馈 线 系统 ， 如前 所 述 天线 通 常 产生 ３～ ６个指 向按一 定规 律分 布 的笔型波 束 、 由于 时 间分 辨率 的要求 ， 得天线 波 束问 的转换 时 间要快 ， 使