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和国外专家沟通交流的情况 2013年12月23日 准备的几个问题 关于固态雷达技术 固态雷达脉冲压缩副瓣的问题 根据国外发表的文献，国外这个问题已经基本得到解决。他们采用非线性调频信号进行脉冲压缩，并且对发射通道（包含上变频和功率放大器）引起的失真进行了补偿，从而能将脉冲压缩的主副比做到60dB以上（实际测量的结果），可以说已经不再存在副瓣的问题了。（见“SOLID-STATE PULSE COMPRESSION RADARS IN JAPAN.pdf”） 国内目前采用的是线性调频信号，并且没有对发射通道的失真进行补偿，因此主副比一般理论值（采用Matlab仿真）在40dB左右，实际的测量结果一般在30~35dB左右。而且，采用线性调频信号，还会存在一个加权损失的问题，一般在 3dB左右，会造成雷达的灵敏度也降低3dB，相应的探测距离就会下降30%左右。 请问：国外是不是采用非线性调频信号进行脉冲压缩的？ 固态雷达脉冲压缩的盲区问题 根据国外发表的文献，国外这个问题已经基本得到解决。他们采用频率分集的技术，以前是双脉冲，现在一般是三个脉冲，先发长、后发中、最后发短脉冲，三个脉冲的载频依次有变化，来进行补盲。（见“FREQUENCY DIVERSITY WIDEBAND WAVEORMS FOR DUAL-POLARIZATION WEATHER RADARS.pdf”） 国内目前一般有两种做法： 1.频率分集+双脉冲； 2.不采用频率分集，长短脉冲采用分时发射，即这一组几十个相关脉冲内，都是长脉冲；下一组几十个相关脉冲内，都是短脉冲，然后进行拼接。但这种办法将相关脉冲数降到了一半，从而会降低参数的测量精度（随机误差增加到sqrt(2) ）。 下面分析双脉冲和三脉冲的性能对比： 采用双脉冲，则短脉冲的能量相对比较低，在短脉冲所覆盖的量程内，雷达的探测能力将下降，一般会在10~20dB（根据长短脉冲的脉宽之比），在长短脉冲的交接区，如果降水回波的dBZ比较小（一般是小雨级别），就会发生探测不到的情况。 而采用三脉冲，由于有了一个中等长度的脉冲，因此这个影响就可以大大减轻，探测能力的下降一般在5~10dB（根据设计的长、中、短脉冲的脉宽之比）。 当然，三脉冲的方法，要求雷达的数字接收机和信号处理器的运算能力提高了50%，但随着现代硬件技术的发展，这一点是没有问题的。 请问：国外是不是采用三脉冲频率分集的技术，解决距离盲区的？ 脉冲压缩体制雷达的雷达常数和最小可探测dBz 一般的气象雷达，其计算雷达常数的公式为： 其特定距离处的最小可探测dBZ为： 请问：对于采用脉冲压缩体制雷达，其雷达常数应该是多少呢？如何体现脉冲压缩对雷达灵敏度的贡献呢？ 固态雷达和常规真空管雷达的对比 探测能力的对比 尽管采用了脉冲压缩技术，国内固态雷达的发射平均功率仍比较低，和真空管体制雷达相比还是有差距。 请问：国外固态雷达的发射峰值功率做到了多少？固态雷达的探测能力和真空管的相比如何？ 固态雷达和真空管雷达可靠性和长期运营成本的对比 有没有实际的数据和经验教训。 脉冲压缩得到高距离分辨率，相比真空管雷达，有没有好处 高分辨率对参数的估计精度的改善： 假设最终要求的雷达基数据的距离分辨率为250m， 如果固态雷达脉冲压缩之后的分辨率为0.2us=30m，则可以对距离上再进行8次积分，然后再输出结果。由于各个距离单元之间是统计独立的，因此积分后的方差只有原来的1/sqrt(8)。而对方差的这点改善，对于雷达探测可以说是至关重要的。以32个相关脉冲数为例，如果不积分，则ZDR的方差约0.4~0.5dB（这个结果与回波的谱宽有关）；如果积分之后，则方差可以降到0.2dB以下。 而对于真空管雷达，脉宽难以做窄，假定脉宽为1us，则不能再次进行积分了（或者最多再积分2次）。这就造成了双偏振的探测结果的随机误差比较大，影响了雷达探测资料的应用。 即使是脉冲压缩之后的分辨率达到了0.1us（即15m），在15m的空间内，照样有几乎无数的粒子，仍然符合气象探测的假设。 请问：脉冲压缩得到高距离分辨率，是否对提高参数探测精度有很大的帮助？ 固态雷达由于省去了波导旋转关节，电路简洁，系统集成度高，对提高双偏振参数估计准确性的好处 由于固态雷达的收发组件是安装在天线背面的，因此电磁波的传输就不再需要传统真空管体制雷达所需要的波导旋转关节、多路开关等，电路简洁。而且，收发组件在各个层面都进行了详细的参数监测，接收通道也会采用恒温设计，因此对提高双偏振参数估计的准确性应该有很大的好处，特别是容易受温度影响的ZDR参数。 请问：国外的固态雷达的收发组件是不是都安装在天线背面的？有没有将真空管的发射机也安装在天线背面的？ 现在，国内，要不要大力发展X波段固态双偏振雷达 如果能顺利解决以