多普勒天气雷达原理与业务应用思考题分析

1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？

答：主要由雷达数据采集子系统（

RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄

带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。

PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。

2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？

答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测；四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。

3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？

答：主要有以下三个体扫模式：

VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31/VCP32——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲）

，主要对无降水的天气进行监测。4 天气雷达有哪些固有的局限性？

答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。

5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。

答：P t 为雷达发射功率(峰值功率)；

G 为天线增益；h 为脉冲长度；

、：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度；

r 为降水目标到雷达的距离；

：波长；m ：复折射指数；

Z 雷达反射率因子。

6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。

答：单位体积6i

D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无关。

7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。

答：定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其

上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面面积?就称为实际散射

体的后向散射截面。物理意义：定量表示粒子后向散射能力的强弱，

后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越强，在同等条件下，它所产生的回波信号也越强。

8 什么是天气雷达工作频率？什么是天气雷达脉冲重复频率？

答：工作频率——天气雷达发射的探测脉冲的震荡频率

脉冲重复频率——每秒产生的触发脉冲的数目

9 什么是波束的有效照射深度和有效照射体积？

答：有效照射深度——雷达发出的探测脉冲具有一定的持续时间τ，在空间的电磁波列就有一定的长度h=τc ，在雷Z

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