多谱勒天气雷达系统建模与仿真研究

"多谱勒天气雷达系统建模与仿真是许致火和何建新针对高校新一代多谱勒天气雷达教学需求的研究，旨在深化学生对雷达系统的理解。该研究主要关注雷达接收机的仿真建模，参考WSR98D/XD型多谱勒天气雷达，通过模拟白噪声和瑞利噪声来再现大气环境信道的噪声和杂波。文中介绍了将模拟回波信号转化为数字信号的过程，并应用积分梳状滤波器设计数字中频。此外，还运用FIR滤波距离积分器提升信噪比，以及脉冲对处理器（PPP）方法提取多谱勒信息，最终生成回波功率和多谱勒平均速度的PPI显示产品。" 这篇论文涉及的关键技术包括： 1. 多谱勒天气雷达：这是一种用于探测和分析气象现象的X波段雷达，能有效识别雷雨、冰雹、龙卷风等强对流天气，以及测量降水强度、移动速度和谱宽等参数。 2. 雷达接收机建模：基于WSR98D/XD型雷达，仿真过程中考虑了接收机的噪声和杂波处理，使用白噪声和瑞利噪声模拟真实环境。 3. 信号转换：采用零阶保持器将模拟回波信号转换为数字信号，以进行后续的数字处理。 4. 数字中频设计：通过积分梳状滤波器来实现，这有助于信号的数字化处理。 5. 信噪比提升：FIR滤波距离积分器用于提高接收信号的信噪比，确保更准确的数据分析。 6. 多谱勒信息提取：利用脉冲对处理器（PPP）方法，可以从信号中提取出多谱勒速度信息。 7. 结果展示：最终生成的回波功率和多谱勒平均速度的PPI（平面位置指示）显示产品，直观地呈现了雷达探测的结果。 8. 仿真平台和工具：提及了MATLAB的Simulink作为主流的雷达仿真软件，它支持基于时间的动态仿真。对于高实时性的需求，可能会结合硬件和软件进行仿真。 9. 仿真优势：计算机仿真技术因其逼真性、安全性和经济性，特别适合于多谱勒天气雷达系统的教学和科研。 该研究对于理解和教学多谱勒天气雷达系统提供了重要的理论与实践基础，同时也反映了近年来我国在雷达仿真技术领域的进展。通过这种仿真方法，可以降低实验成本，增强学生对雷达工作原理的理解，且便于在复杂电磁环境下进行系统测试和优化。