南京大学C波段双偏振雷达_回波强度发生突然变化_发射耦合信号分析_2014年9月5日 本文关键词：南京大学，回波，偏振，耦合，波段
南京大学C波段双偏振雷达_回波强度发生突然变化_发射耦合信号分析_2014年9月5日 本文简介：南京大学C波段双偏振雷达回波强度发生突然变化发射耦合信号分析南京大学2014年9月5日~7日目录1概述128月19日~21日的回波图13定量分析的方法44Matlab分析程序65对发射耦合信号的分析结果75.1对IOP1~11的全部基数据的分析结果75.1.1IOP175.1.2IOP285.1.3
南京大学C波段双偏振雷达_回波强度发生突然变化_发射耦合信号分析_2014年9月5日 本文内容：
南京大学C波段双偏振雷达
回波强度发生突然变化
发射耦合信号分析
南京大学
2014年9月5日~7日
目
录
1
概述1
2
8月19日~21日的回波图1
3
定量分析的方法4
4
Matlab分析程序6
5
对发射耦合信号的分析结果7
5.1
对IOP1~11的全部基数据的分析结果7
5.1.1
IOP17
5.1.2
IOP28
5.1.3
IOP38
5.1.4
IOP49
5.1.5
IOP59
5.1.6
IOP611
5.1.7
IOP712
5.1.8
IOP814
5.1.9
IOP917
5.1.10
IOP1018
5.1.11
IOP1120
5.2
对8月19日~21日的基数据的分析结果22
5.2.1
8月19日22
5.2.2
8月20日23
5.2.3
8月21日23
6
对IOP8、9的IQ数据用Matlab重新计算的结果25
6.1
IOP825
6.2
IOP926
7
需要说明的问题27
7.1
单发双收和双发双收模式27
8
结论27
8.1
IOP1~11的观测数据中，强度发生突然较大的变化（6dB左右）的现象出现了多次27
8.2
IOP1~11的观测数据中，强度发生较小的变化（21:13:41->21:20:28，回波强度发生了突然的增加，然后又降低：
从UTC时间21:56:42->22:03:28，回波强度发生了突然的增加：
哇！从文件中分析出的结果，和当时的PPI图，是能一一对应的。
5.1.9
IOP9
5.1.10
IOP10
此时，强度发生了跳变
强度发生明显的跳变时刻的TXT文件中记录的内容如下：
ID,FileName,PolarType,dBT_Trans,Std(dBT)
71,NJU.20140724.075803.AR2.bz2,3,33.109,0.093
76,NJU.20140724.080725.AR2.bz2,3,39.993,0.065
152,NJU.20140724.142022.AR2.bz2,3,37.791,0.021
153,NJU.20140724.142709.AR2.bz2,3,35.855,0.021
154,NJU.20140724.143355.AR2.bz2,3,33.179,0.022
下面和当时的观测结果进行对比。
在7月24日的观测中，从LST北京时间15:58:04->16:07:25（UTC时间7:58:04->8:07:25），回波强度发生了突然的增加：
从LST北京时间22:20:22
->22:27:09（UTC时间14:20:22
->14:27:09），回波强度发生了突然的降低：
可见，从文件中分析出的结果，和当时的PPI图，是能一一对应的。
5.1.11
IOP11
此时，强度发生了跳变
强度发生明显的跳变时刻的TXT文件中记录的内容如下：
ID,FileName,PolarType,dBT_Trans,Std(dBT)
64,NJU.20140730.124831.AR2.bz2,3,32.649,0.197
65,NJU.20140730.125518.AR2.bz2,3,38.741,0.045
104,NJU.20140730.165541.AR2.bz2,3,36.686,0.016
105,NJU.20140730.170228.AR2.bz2,3,35.677,0.018
106,NJU.20140730.170914.AR2.bz2,3,32.621,0.019
361,NJU.20140801.091950.AR2.bz2,3,32.612,0.030
362,NJU.20140801.092637.AR2.bz2,3,36.349,0.032
363,NJU.20140801.093325.AR2.bz2,3,38.266,0.034
364,NJU.20140801.094012.AR2.bz2,3,38.317,0.029
365,NJU.20140801.094658.AR2.bz2,3,38.337,0.026
366,NJU.20140801.095345.AR2.bz2,3,38.170,0.022
367,NJU.20140801.100031.AR2.bz2,3,35.698,0.020
368,NJU.20140801.100718.AR2.bz2,3,32.250,0.021
我们来看一下NJU.20140730.124831.AR2.bz2和NJU.20140730.125518.AR2.bz2的PPI图片：
可见，在这个时刻，回波的强度的确发生了变化！
5.2
对8月19日~21日的基数据的分析结果
5.2.1
8月19日
哇！变化这么小！（注意：Y轴的显示范围很小，不要上当）
5.2.2
8月20日
这一天的变化也很小。
5.2.3
8月21日
此时，强度发生了跳变
从上图可以看出，存在5.5dB的跳变。对应时刻的TXT文件内容如下：
63,NJU.20140821.070053.AR2.bz2,3,30.131,0.139
64,NJU.20140821.085313.AR2.bz2,3,35.606,0.038
再找到对应时刻的PPI回波图：
从上面两张PPI图进行对比，可以发现，在这个时刻，的确强度上发生了较大的变化！
天哪！问题仍存在！
6
对IOP8、9的部分IQ数据用Matlab重新计算的结果
6.1
IOP8
下面，我们对IOP8部分IQ数据重新进行Matlab计算，得出基数据。然后分析这些基数据中，发射耦合信号的dBT，结果如下：
注意：上图中，由于Matlab程序对于近距离（<1km）的回波，没有进行距离订正，因此，dBT的值和RVP9给出的值有差别。
但是，最关键的是：Matlab给出的值是稳定的（最大变化不超过1dB）。
6.2
IOP9
下面，我们对IOP9部分IQ数据重新进行Matlab计算，得出基数据。然后分析这些基数据中，发射耦合信号的dBT，结果如下：
注意：上图中，由于Matlab程序对于近距离（<1km）的回波，没有进行距离订正，因此，dBT的值和RVP9给出的值有差别。
但是，最关键的是：Matlab给出的值也是稳定的（最大变化不超过0.4dB）。
6.3
IOP10
7
需要说明的问题
7.1
单发双收和双发双收模式
由于发射耦合信号是从发射机直接耦合出来的（没有经过在双发双收模式下的1分2大功率功分器），因此不管对于哪种模式，发射耦合信号的幅度都是一致的。
但是，这两种模式下，雷达的常数会有3dB的变化（由于单发双收下，不需要经过1分2的大功率功分器，因此雷达的系统灵敏度提高了3dB），因此，最终计算出来的dBT应该会有3dB的变化（这是正常的）。
但我们在上述分析中，发现在整个试验过程中，并没有进行过体扫模式下的单发双收观测，都是在双发双收模式下观测的。
8
结论
8.1
IOP1~11的观测数据中，强度发生突然较大的变化（6dB左右）的现象出现了多次
8.2
IOP1~11的观测数据中，强度发生较小的变化（<3dB）的现象大量存在
8.3
在芜湖进行连续72小时观测试验中，也发生了5.5dB的强度突然的变化，也就说明没有找到问题的根本原因。
8.4
这个问题如果不彻底解决，雷达的定量观测降水就是一句空话！
8.5
到底是怎么回事？！
9
下一步工作
9.1
把分析结果和相关的数据给敏视达公司，再度检查回波强度突然发生变化的原因
9.2
立即用Matlab重新计算所有的IQ数据，再度进行上述的分析（希望不要出现强度不断起伏突变的问题，否则今年观测试验的科学价值就大打折扣了）
29