风廓线雷达
风廓线雷达
风廓线雷达类型
各种类型风廓线仪用途：
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
电磁净空环境的选择：由于风廓线雷达为高 频发射和接收设备,信号容易受到附近电磁波 的影响,频率选定前应尽早到当地无线电管理 部门办理频率适用许可并办理无线电电台执 照
设备运行的维护维修 ：所需时间大概30min， 30min，30min，1h，2h，1h
风廓线仪维护维修计划表
小结 高分辨率大气廓线仪等新一代雷达遥感技术在大气 研究领域中的广泛应用,能够拓宽全球气象预报，对 改进天气分析和预报，降低测风成本和提高实效都 有很重要的意义，必将极大地推动中尺度大气热动 力学的研究进展，使人们能够对中纬度和热带地区 的各类天气现象进行更加深入的研究。 为适应我国未来风廓线仪大规模建设和应用的需要，
RASS
风廓线仪上加装无线电探声系统(RASS) 后, 可以测量大气层的有效温度。RASS 雷达系 统通常由4 个声源组成,分布在廓线仪天线阵 的每一边并垂直向上发射声波。廓线仪把声 波作为目标接收并处理反向散射,同时测得传 播速度。由于声速与大气温度有很好的对应 关系,所以可以通过廓线仪测得的声速来得到 有效温度廓线。
频谱非相参累积后频谱(பைடு நூலகம்)与相参累积后(右)比较
应用现状
水平风测定：通过测量水平风廓线，研究暴 雨、锋面、急流、重力波等天气现象。1989 年中国气象科学研究院研制成功了我国首部 UHF 多普勒风廓线仪，并用于北京中尺度灾 害性天气预报基地的业务试验，证明了其有 效性和可靠性。王欣等用风廓线仪资料分析 安徽梅雨期间的强降水过程，表明其对水平 风的垂直结构有较强的探测能力，能实时监 测中尺度降水期间风的垂直切变和对流特征， 提高临近天气预报的精度。
龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析
龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析引言雷达是一种常用的气象观测工具，可以获取大气中的各种信息，如降水、风场等。
在气象研究中，风场是非常重要的参数之一，对于天气预报、气候研究以及环境监测都具有重要意义。
本文将对比分析龙门风廓线雷达和探空雷达在获取水平风场的优劣，并探讨它们在气象观测中的应用。
一、龙门风廓线雷达与探空雷达概述1. 龙门风廓线雷达龙门风廓线雷达（Boundary Layer Wind Profiling Radar）是一种地面气象雷达，利用微波波束扫描大气中的散射物体，获取风场等大气参数。
它可以实时进行观测，覆盖范围较大，适用于高空探测。
2. 探空雷达探空雷达（Radiosonde）是一种通过气球将仪器组件悬挂在空中，测定大气温度、湿度和风速的设备。
探空雷达广泛应用于气象研究和天气预报，可以获取不同高度上的风场和其他气象参数。
二、龙门风廓线雷达与探空雷达在水平风场观测方面的差异1. 技术原理龙门风廓线雷达利用雷达波束扫描获取散射物体的反射信号，通过分析这些信号的时延、多普勒频移等信息来推算风场。
探空雷达则通过将仪器组件悬挂在气球上，通过气球的上升下降来测量大气不同高度上的温度、湿度和风场等。
2. 覆盖范围龙门风廓线雷达的覆盖范围相对较大，可以覆盖几百到几千米的范围，适用于高空探测。
探空雷达的覆盖范围相对较小，受制于气球的高度和半径，一般只能达到数百米到数千米的范围。
3. 观测时间龙门风廓线雷达可以实时进行观测，可以获取较高时间分辨率的风场。
探空雷达需要释放气球，并等待气球上升或下降，观测时间上相对较慢，时间分辨率相对较低。
三、龙门风廓线雷达与探空雷达在气象观测中的应用比较1. 预报精度由于采用了实时观测，龙门风廓线雷达具有较高的时间分辨率和较大的覆盖范围，可以提供更多空间和时间的数据，因此在天气预报中有更高的精度。
探空雷达通过释放探空仪器，观测点局限在特定位置，范围较小，因此预报精度相对较低。
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用1. 引言强对流天气是指发生在大气层中的强烈垂直运动，伴随着强风、大雨、冰雹、龙卷风等天气现象。
由于其突发性和破坏力，强对流天气对人类社会和经济活动造成了极大的威胁。
因此，准确预报强对流天气对于社会和经济的安全十分重要。
本文将探讨风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用。
2. 风廓线雷达技术简介风廓线雷达是一种利用雷达探测大气中散射物体（如悬浮在空气中的小颗粒）的运动信息的仪器。
通过测量散射物体的速度和方向，风廓线雷达可以提供大气中不同高度层的风场信息。
它的工作原理是利用雷达向大气中发射微波脉冲，当这些脉冲与散射物体相互作用时，一部分能量被散射回传到雷达接收器，从而获得风场信息。
3. 风廓线雷达资料的获取与分析风廓线雷达通过不断扫描天空，得到一系列垂直方向上的雷达回波，然后通过信号处理和算法分析，可以得到各个高度层的风速和风向资料。
这些资料可以进行可视化展示，如风廓线图，也可以转换为水平风场图和垂直风剖面图等形式。
在强对流天气预报中，通常会将这些资料与其他观测数据、模型预报等数据进行综合分析，以提高预报的准确性。
4. 风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用4.1 预测对流系统演化强对流天气的演化过程往往与形成对流云的热力学条件和上升运动有着密切的关系。
风廓线雷达可以提供对流云中的气旋度和辐合度等参数，通过分析这些参数的变化，可以预测对流系统的演化趋势。
例如，当气旋度增强和辐合度增大时，预示着对流云将继续发展并可能引发强对流天气。
4.2 定量降水预报强对流天气常常伴随着大雨和冰雹等降水现象。
风廓线雷达可以提供不同高度层的降水强度和降水型态信息，通过分析这些信息，可以定量预报降水的强度和分布范围。
同时，风廓线雷达还可以检测到雨滴的径向速度，通过测量径向速度的变化，可以判断降水颗粒的类型，从而更好地预测降水过程中的冰雹等极端天气。
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用近年来，随着气候变化的影响，强对流天气频繁发生，给人们的生产生活带来了巨大的影响和威胁。
预测和预警强对流天气成为了气象科研和应用中的一大挑战。
传统的天气预报模式在强对流天气预报上存在着一定的局限性，因此，寻找更加有效和精确的预报手段显得尤为重要。
风廓线雷达作为一种新兴的观测技术，具备了高时空分辨率、多参数获取等特点，在强对流天气预报中发挥着重要的作用。
其能够获取大气中空间的风场竖直分布，通过分析风场的变化来预测和评估强对流天气的形成和发展情况。
接下来将从风廓线雷达测量原理、数据处理、常见强对流天气及其预警等方面来探讨风廓线雷达在强对流天气预报中的应用。
首先，风廓线雷达通过利用微波辐射和散射原理来对大气中的水汽和气溶胶进行探测和分析。
它通过测量对流运动中微尺度涡旋，来监测和研究强对流天气的动力学过程。
其高时空分辨率的特点，使其能够提供准确的风场资料，有助于预测和研究强对流天气的发展趋势。
其次，风廓线雷达获取的数据需要经过一系列的处理和分析才能得到有用的信息。
数据处理包括噪声去除、径向速度和谱宽的计算、资料回波的展示等工作。
而风廓线雷达能够获取到的多种参数信息，包括径向速度、谱宽、波形反射率系数等，对强对流天气的预报和研究有着重要的意义。
在强对流天气的预测中，风廓线雷达能够提供大量的资料，如对流风暴的位置、强度以及动力学特征等。
其中，它对于积云的观测和预报有着独特的优势。
通过实时观测积云的风场变化，可以预测积云增长和发展过程中的强对流活动，提前发布预警信息，减轻可能的灾害和损失。
此外，风廓线雷达还可以用来观测和分析雷暴中的强风、冰雹等天气现象。
通过观测冰晶颗粒的风速和大小，可以判断冰雹的发生和发展趋势，提前做出预警预报，以保护人们的生命财产安全。
同时，强风也是强对流天气中常见的现象，通过观测强风的风速和分布，可以提前预警并采取相应的防范措施。
《风廓线雷达原理》课件
03
特点
接收系统的性能直接影响雷达的灵敏度和抗干扰能力， 因此需要具备高灵敏度和低噪声水平。
天线系统
功能
定向发射和接收电磁波信号。
组成
包括天线阵列和伺服系统等部件，用于控制天线 的方向和扫描范围。
特点
天线系统的性能直接影响雷达的扫描速度和覆盖 范围，因此需要具备高精度和快速响应能力。
信号处理系统
谢谢聆听
将雷达部署至不同地点，实地测量并与标准气 象观测数据进行比较，评估雷达性能。
实验室测试
在特定条件下，模拟雷达工作环境，进行 性能检测。
B
C
长期监测
长时间连续运行雷达，观察其性能变化，评 估其稳定性和可靠性。
与其他雷达比较
将新型雷达与现有雷达进行比较，评估其在 性能、精度和效率上的优势。
D
雷达性能评估方法
风廓线雷达技术发展趋势
探测精度提升
随着技术的不断进步，风廓线雷 达的探测精度将得到显著提高， 能够更准确地测量风速、风向等 气象参数。
多普勒频移技术应
用
多普勒频移技术在风廓线雷达中 的应用将进一步拓展，能够提供 更丰富的气象信息，如湍流、风 切变等。
智能化和自动化
风廓线雷达将朝着智能化和自动 化的方向发展，能够自动识别和 跟踪目标，减轻人工操作的负担 。
风向反演算法
根据雷达回波信号的相位差等信息，反演出 风向信息。
数据后处理
数据融合
将多个雷达站的数据进行融合，提高数据的准确性和 可靠性。
数据可视化
将处理后的数据以图表、图像等形式进行可视化展示 。
数据分析
对处理后的数据进行统计分析，提取有用的气象信息 。
04 风廓线雷达性能评估
风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法
文章标题：风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法一、概述风廓线雷达是一种常用的气象观测设备，能够提供大气垂直结构的风速、风向、温度、湿度等信息。
然而，在实际应用中，风廓线雷达数据的质量受到多种因素的影响，如地面杂散回波、多次反射、多普勒展宽等。
准确地评估和处理风廓线雷达数据质量是至关重要的。
二、风廓线雷达数据质量影响因子1. 地面杂散回波地面杂散回波是指雷达发射的微波信号被地面物体反射后返回接收天线，导致回波信号混杂在大气回波信号中。
地面杂散回波会使雷达观测到的大气风场信息出现偏差，影响数据的准确性。
2. 多次反射多次反射是指雷达信号在大气中经历多次反射后返回接收天线，造成回波信号的增强和衰减。
多次反射会导致雷达接收到的信号强度波动较大，影响数据的稳定性和一致性。
3. 多普勒展宽多普勒展宽是指大气中的气泡、涡旋等不均匀结构引起的雷达回波频谱展宽现象。
多普勒展宽会导致雷达观测到的风速存在模糊性，降低数据的精度和分辨率。
4. 其他因素除了以上因素外，天气条件、雷达接收系统的灵敏度、气象条件的变化等也会对风廓线雷达数据的质量产生影响。
三、风廓线雷达数据质量处理算法1. 地面杂散回波去除算法针对地面杂散回波的影响，可以采用多普勒滤波技术和地物特征识别算法进行去除，以提高数据的准确性。
2. 多次反射校正算法针对多次反射引起的信号增强和衰减，可以采用信号退化模型和多次反射校正算法进行修正，以保证数据的稳定性和一致性。
3. 多普勒展宽补偿算法针对多普勒展宽引起的风速模糊性，可以采用动态多普勒展宽补偿算法进行修正，提高数据的精度和分辨率。
4. 数据质量评估和后处理在数据处理过程中，应建立完善的数据质量评估体系，对处理后的数据进行全面、深入的评估，以保证数据的可靠性和有效性。
四、个人观点和总结风廓线雷达数据的质量受多种因素的影响，因此在实际应用中需要综合考虑各种影响因子，并采取相应的处理算法来提高数据的质量和可靠性。
《风廓线雷达原理》课件
雷达探测原理
风廓线雷达利用电磁波的传播和反射特性进行探测。它发射电磁波信号，接 收所反射回来的信号，并通过计算距离，得到目标的位置和速度信息。
风廓线雷达监测参数
风廓线雷达可以监测多个重要参数，包括风速和风向，反射率因子以及多普 勒频移。这些参数对于气象学和能源领域的应用具有重要意义。
风廓线雷达工作流程
风廓线雷达的优势和局限性
优势
• 多参数监测，提供全面的气象信息 • 具有强大的实时性，可实时监测天气变化
局限性
• 重构成本较高，要求专业技术支持 • 对电磁环境有一定要求，受到干扰的风
险较高
结语
风廓线雷达在气象学和能源领域中具有重要意义。展望未来，随着技术的不断发展，风廓线雷达将发挥 更大的作用，助力人们更好地理解和利用自然力量。
《风廓线雷达原理》PPT 课件
欢迎大家来到《风廓线雷达原理》的课程，本课程将带领您深入了解风廓线 雷达的原理和应用。让我们一起探索这个神奇的技术吧！
什么是风廓线雷达
风廓线雷达是一种用于监测大气风场和天气变化的先进技术。它能够通过探 测大气中的微弱电磁波信号，获取风速、风向、反射率因子和多普勒频移等 重要参数。
1
雷达发射电磁波
风廓线雷达通过发射电磁波信号来探测大气中的目标。
2
接收信号
风廓线雷达接收目标反射回来的信号。
3
信号处理
通过信号滤波、多普勒频移处理和数据处理等步骤，对接收到的信号进行处理泛应用于风场监测和天气预报， 为气象学提供关键数据。
能源领域
在风电场运维中，风廓线雷达可以提供风速 和风向等数据，帮助优化风力发电。
讲稿-风廓线雷达简介
风廓线雷达发射的电磁波在大气中传播过程
中，由于大气折射率的空间不均匀分布而产生散
射，其后向散射能量被风廓线雷达所接收，能实
时提供大气的三维风场信息。
增加无线电声学探测系统（RASS），与微波
辐射仪或GPS/MET水汽监测系统配合，可实现对大
2 风廓线雷达探测原理
2.1 晴空的电磁波散射
1. Bragg 散射 —— 折射率空间分布周期性的变化引起对相
同波长电磁波造成散射。大气中的湍流活动造成折射率 的空间涨落，也称作湍流散射； 2. Fresnal 散射 —— 折射率梯度很大的水平层状结构上对 电磁波的反射; 3. Thomson 散射 —— 电离层中的大量自由电子对入射电磁 波的散射。
1270-1375MHz
高对流层 风廓线雷达
最大探测高度:12～16km 起始高度:150m 高度分辨率:120m
边界层大气风场 观测
晴空局地空域气 流监测 中尺度灾害性天 气监测 边界层数值预报
低对流层 风廓线雷达
最大探测高度:6～8km 起始高度:300m 高度分辨率:240m
边界层 风廓线雷达
理论研究和实际使用的结果都表明NOAA风廓线雷 达网对于天气预报具有很重要的价值，尤其是监 测墨西哥湾水汽输送过程中的低空急流。NOAA风 廓线雷达网的数据对于预测这种低空急流引起的 夜间雷暴非常重要。
• 日本
WINDAS(31部1.3G风廓线 雷达)，间隔130公里。 经过台站级处理的10分 钟平均的风数据传输到 风廓线雷达控制中心， 通过进一步的一致性检 验后用于数值天气预报。 WINDAS用于预报台风、 梅雨和中纬度低压引起 的强降水。
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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。
设备运行的维护维修 ：所需时间大概30min， 30min，30min，1h，2h，1h
风廓线仪维护维修计划表
小结 高分辨率大气廓线仪等新一代雷达遥感技术在大气
研究领域中的广泛应用,能够拓宽全球气象预报，对 改进天气分析和预报，降低测风成本和提高实效都 有很重要的意义，必将极大地推动中尺度大气热动 力学的研究进展，使人们能够对中纬度和热带地区 的各类天气现象进行更加深入的研究。 为适应我国未来风廓线仪大规模建设和应用的需要， 需加强风廓线仪设备维护和资料开发应用等方面的 研究。风廓线雷达作为大型的探测设备应当严格按 照标准,定期做好设备的预防性维护和标定工作,同 时在日常维护和故障维修中积累经验,确保设备的正 常运行,更好的发挥它的投资价值,为防灾减灾服务。
工作原理 大气中存在着各种不同尺度随时间变化的湍
雷达气象方程把接收功率Pr 和雷达参数(发射功率 Pt，天线增益G,雷达波长λ，脉冲长度h，水平波束 宽度θ，垂直波束宽度φ，距离R)以及目标物的特性 (反射率η)联系了起来。接收功率与反射率成正比， 而反射率又正比于折射率结构常数，所以，仪器的 接收功率与折射率结构常数成正比。当风廓线仪向 大气层发射无线电波时，由于湍流脉动，大气折射 指数产生相应的涨落会使波束的电磁信号被散射， 其后向散射将产生一定功率的回波信号，风廓线仪 就是通过接收处理这些回波信号来获取风场的信息。
风廓线雷达简介
提纲
研究历史 结构 工作原理 三个特点 三种类型 测量精度 信息提取 应用现状 选址和维护
研究历史
传统的测量采用雷达跟踪一个气球携带的探空仪和 反射器的方法，这种测量方法测量时间间隔长、数 据率低、消耗大 美国从七十年代末开始了新一代遥感探测系统—— 风廓线雷达的研究和开发。到1992 年美国已在其中 部地区部署了31 部风廓线雷达, 并组成业务运行网 日本、芬兰、德国、英国等国家都已经或正在建立 自己的风廓线网。 我国也一直在开展风廓线雷达的研制及研究工作并 取得一定进展 ,1989 年中国气象科学研究院研制了 UHF 风廓线雷达探测系统,用于北京中尺度灾害天 气预报基地的业务试验,并证明了其有效性和可靠性。
探测湍流、边界层高度、空气污染，进行大 气环境研究。洪钟祥等用低层大气廓线仪 LAP3000等设备获取的遥感资料研究了湍流 热通量的垂直分布、地面热通量以及边界层 高度等。 ZHONG Shiyuan 等用布于 California 中部山谷的22 部风廓线系统，对 该区域盛行夏季风环流变化特征作了观测分 析，研究了该山谷三维风温结构的日变化特 征。
实际仪器设计为三波束或五波束轮流发送，测出沿各波 束发射方向的径向风速，就可合成垂直运动速度、水平 风向和风速。就如图所示的为三波束，一束向上，两束 分别以α向东和向北倾斜。雷达在器探测周期信号束会 由垂直转向东，再转向北，最后又回到垂直位置，将会 得到不同方向的三组多普勒要素，根据矢量合成原理， 最终得到代表站上空的风向和风速。
谱数据处理：通过上述处理之后获得的谱不 够平滑,谱线中可能含虚假目标,为此有必要对 谱数据进行一定的处理。由于数字信号处理 过程中的截断效应,单频率目标的谱应是辛格 函数状,这样平滑之后就可以去除那些具有比 较尖锐谱的噪声。进行谱平滑之后,目标谱得 到进一步突出。可通过门限检测更进一步突 出目标谱。
非相参累积：通过相参累积获得的功率谱 SNR 依然比较低。所获得的谱数据中,信号的 谱是相关的而噪声的谱是非相关的,因此,可以 对谱数据进行积累以提高SNR。由于功率
谱不含有相位信息,功率谱的积累是一种 非相参积累,对n 张功率谱积累之后,SNR 提高根号n到n倍。这样只要进行足够的 频域积累,就可以获得较高质量的功率谱。
风廓线雷达信息提取
相参累积：风廓线雷达所处理的信号一般为 弱信号 ，需要进行回波信号积累，一般即如 何从噪声之中获取所需的信息 。对单个脉冲 进行适当相参积累之后,提取风廓线信息就成 为一种可能。信号相参积累可以较好的提高 其SNR ,直观的看,只要进行足够数量的相参 积累就可以获得比较理想的SNR ,继而就可以 比较容易的获得所需信息。
频谱非相参累积后频谱(左)与相参累积后(右)比较
应用现状
水平风测定：通过测量水平风廓线，研究暴 雨、锋面、急流、重力波等天气现象。1989 年中国气象科学研究院研制成功了我国首部 UHF 多普勒风廓线仪，并用于北京中尺度灾 害性天气预报基地的业务试验，证明了其有 效性和可靠性。王欣等用风廓线仪资料分析 安徽梅雨期间的强降水过程，表明其对水平 风的垂直结构有较强的探测能力，能实时监 测中尺度降水期间风的垂直切变和对流特征， 提高临近天气预报的精度。
湿度廓线的推算：风廓线仪能够探测三维风 速场,无线电探声系统(RASS) 又能够获得有 效温度廓线。通过RASS 雷达获得的温度廓 线可以连续地估算出湿度廓线,从而能够对对 流层中水汽在大气运动中的作用进行更深入 的研究。
选址和维护
地理环境的选择：风廓线雷达的理想站点是 周围没有树木、高压输电线和建筑物的浅谷 或者开阔的平坦区域,且远离地面和空中交通, 并将电磁干扰降到最小。 电磁净空环境的选择：由于风廓线雷达为高 频发射和接收设备,信号容易受到附近电磁波 的影响,频率选定前应尽早到当地无线电管理 部门办理频率适用许可并办理无线电电台执 照
实时显示的风廓线
对设备的要求
天馈线系统：由于时间分辨率的要求传统的 抛物面天线是不适用的,而更倾向于采用平面 相控阵天线。 发射系统：在UHF、VHF、L波段工作的雷达, 倾向于采用全固态发射机。 接收系统：接收系统要求具有高的灵敏度, 大 的动态和好的稳定度 ，必然要采用低噪声放 大, AGC控制等技术。
RASS
风廓线仪上加装无线电探声系统(RASS) 后, 可以测量大气层的有效温度。RASS 雷达系 统通常由4 个声源组成,分布在廓线仪天线阵 的每一边并垂直向上发射声波。廓线仪把声 波作为目标接收并处理反向散射,同时测得传 播速度。由于声速与大气温度有很好的对应 关系,所以可以通过廓线仪测得的声速来得到 有效温度廓线。
信号处理：相参累积，非相参累积，傅里叶 分析，谱数据处理等 数据处理\显示系统：数据处理主要是进行矢 量合成, 得到每个距离单元上的合成风矢量, 并以一定方式显示在CRT上， 微机即可。
（1）获取资料的时间和空间分辨率高，风廓线雷 达的测量具有很高的时间和空间分辨率。从此意义 上讲风廓线雷达的测量具有连续和实时的特点。 （2）获取资料的种类多，风廓线雷达能够提供多 种气象信息。风廓线雷达在提供详细的风场结构及 其随时间演变的同时，还能够提供大量的可以用于 大气科学研究和天气预报的有用信息。特别是，常 规探测手段很难获取这些资料。 （3）遥感方式，风廓线雷达属于遥感设备，特别 适合需要无球探测的场合，如机场的测风应用。
上图为MATLAB 仿真所得单脉冲回波频谱（右）和相参积累后 （左）的频谱(相参积累35 次,信号数字频率为0.14) 。
傅里叶分析：风廓线雷达回波信号SNR 低,即 使是相参积累之后的回波信号,其SNR 依然比 较低,故频移的获取主要依靠频谱分析。傅立 叶分析是一种比较优秀的频谱分析方法,它可 以从噪声中较准确的提取低SNR 的回波频谱, 快速傅立叶变换(FFT) 的出现使得傅立叶分 析在数字信号处理之中成为可能。
探空气球和风廓线雷达
边界层风廓线仪一般由4 个部分组成: (1) 天线:天线阵分为4 块,每块上各有12 ×12根外部 用树脂管密封的细铜管排列构成。 (2)模块箱:内部有24 个模块分别控制24 组天线。 (3) 收发装置: ①向模块箱里的激励单元传送发射信 号,并对各波束进行控制。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。 (4) 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