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天气监测需要一款——双偏振X波段相控阵气象雷达系统

Moresci科学+ 2019-01-22 10:16 发文

近年来厄尔尼诺现象使得尺度小、危害性大害的强对流天气在我国频发,如 2016年江苏盐城特别重大龙卷风冰雹灾害共造成99人死亡,受伤846人等。


现有的天气雷达无法有效探测到此类强对流气象活动,更无法对其进行快速准确预报和及时预警。




其次,民用雷达主要应用在空中交通管制、气象和船舶导航等领域。根据民航运输发展报告的预测,到 2020 年我国将建成500个以上通用机场。未来繁忙的空中交通要求我国必须加大空中管制雷达设备的投入。


环球老虎财经指出到2026年,未来10年中国通用航空配套产业中雷达市场规模超300亿元。国内现有民船 20余万条,大部分未安装导航设备。政府有关部门为保证航行安全,拟强制要求加装导航雷达,因此市场需求量巨大。


民用雷达天线

最后,珠江三角洲、长江三角洲和京津冀地区城市化程度高,人口密集其经济发达,强对流天气引起的气象灾害对这些地区很容易造成很严重人员伤亡和经济损失。


因此建设新一代相控阵天气雷达,提高对重大灾害性天气预警能力,变得十分必要和紧迫。 


强对流天气


强对流天气是指出现短时强降水、雷雨大风、龙卷风、冰雹和飑线等现象的灾害性天气,它发生在对流云系或单体对流云块中,在气象上属于中小尺度天气系统。


强对流天气是发生在对流云系或单体对流云块中,在气象上属于中小尺度天气系统。这种天气的水平尺度一般小于200公里,有的仅有几公里。这种天气破坏力很强,它是气象灾害中历时短、天气剧烈、破坏性强的灾害性天气。世界上把它列为仅次于热带气旋、地震、洪涝之后第四位具有杀伤性的灾害性天气。




双偏振X波段相控阵气象雷达系统


今天小砖头说的双偏振X波段相控阵气象雷达系统,它是采用相控阵技术与极化技术相结合,既能快速获取强对流天气系统高时空分辨率观测资料,探测内部完整精细结构,实现全天候精细化气象探测。


又能通过探测“慢、小”目标,实现对地面和海面的监测和预警。产品应用在海域中,能够实现全天候全天时的海洋天气监测和预警,不仅有助于海上经济活动和航行的安全保障,而且有利于提高海域防灾减灾和救援能力。




目前研制的 “双偏振X波段相控阵气象雷达系统”具有集成度高、可靠性好、网络化、体积小、成本低、维护简单等特点,可固定、船载或车载安装,具有海洋气象探测、海域监视、低空航空气象监测等功能。此系统成为当前世界上最先进的天气探测装备之一,在时间和空间的分辨率上远远超过现有的雷达产品,能够在早期精确地探测、跟踪并预警中小尺度的强对流灾害性天气状况的形成,可大大增强政府部门气象防灾减灾能力。




产品的创新性和先进性体现在:高极化隔离度的全极化阵列天线设计;超低旁瓣的数字脉冲压缩技术;灵活的数字波束合成技术;超大宽带的雷达信号处理技术;商用现货和高度集成设计;基于阵列技术与极化技术的全极化精密测量能力。


产品技术特征:脉冲式多普勒及软件定义(系统)雷达;双极化阵列天线;数字波束形成技术,数字接收机,数字脉冲压缩;结构紧凑性高及机动性强;高可靠性。


采用俯仰方向电子扫描、水平方向机械扫描,相控阵及抗杂波算法,精细的空间分辨率等先进技术,使得该产品具有可靠性高、扫描速度快、可观测中小尺度的创新特点。可用于天气探测和预警,亦可用于海域气象监测、航空气象监视、森林防火等领域,涵盖广阔的国内外市场,具有可持续发展的潜力。




应用领域


相控阵天气雷达系统,属于高端装备制造领域,产品的主要用户是气象部门、民航部门、水利部门、海监部门和科研院校等。


项目的大力实施,将带动产业链上下游长相关产业发展,带动经济效益提升;有助于海上天气探测,提高政府部门防灾减灾能力;助力海运、港口产业的转型升级,实现对国家建立“新海上丝路”战略上的支持。




未来,国内气象雷达将从单偏振探测向双偏振探测发展、从低时空分辨率探测向高时空分辨率探测发展、从单一降水粒子探测向全天气变化过程综合探测发展、从地基观测向天空地联合观测发展,资料质量将从单一应用向综合应用发展,气象雷达资料等资源实现全面共享。


目前,新一代天气雷达的部署已大致接近尾声,接下来的工作可能就是区域补盲以及区域清晰化探测,随着全固态发射技术在X波段的运用更加成熟,接下来X波段天气雷达的实用性将会得到极大的提升。


我们是谁?

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