基于物理模型的双极化多普勒天气雷达回波模拟

摘要

利用降水回波的物理特性模拟回波,可以为天气雷达提供接近真实的测试信号,节省了天气雷达研发、维护的时间和成本。双极化天气雷达测量降雨的理论依据于水滴是扁椭球形。雨滴大小采用指定的Marshal-Palmer分布描述,并且其均匀分布于由雷达参数所决定的雷达分辨率体积内,回波信号就是所有雷达分辨率体积内散射电场的叠加。通过分析双极化天气雷达回波特性,建立回波的数学模型。该模拟方法的输入是雨滴参数、标准天气雷达参数、风速和角度值。输出参数是I、Q回波的电压形式,该模型有效地模拟了降水散射体的回波,也表明基于空间物理特性的双极化天气雷达模拟是能够实现的。