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雨的毫米波雷达后向散射特性研究
2013-05-22 16:05:38 益择发布朱超杨瑞科
(西安电子科技大学理学院，陕西西安710071)
接要私甩Mie．理论计算了不冠雨漓谱的降雨毫米波后向散-射，分析了单个雨漓后向散射截面与雨漓半径的
关系；以及降雨雷达体反射率与频率，降雨率。雨滴谱的关系．结果表明，单个雨滴后向散射截面随雨滴半
径增大呈不规则振荔变化；在微波毫米波波段，频率较低、降雨率较小时，降雨雷达体反射率变化快，且
Marshall-Palmer分布与对数正态分布的计算结果较接近．因比，降雨雷达体反．表。牟受撅率．降雨率的影响较大，
受雨滴谱的影响较小．研究结果对降雨情况下毫米波雷达探测具有一定的意义．
关键词降雨；毫米波；后向散射；体反射率
1引言
随着毫米波技术的发展，毫米波雷达得到了广泛
地应用。但毫米波在大气中传输受到气象的严重影响，
其中降雨的影响最为显著。降雨小仅会减弱雷达回波
信号，当目标在雨区时，还受到目标附近降雨的后向
散射回波的影响。从而，缩短雷达的探测距离。降低
雷达接收信号的信噪比，影响目标的检测。因此，对
降雨的雷达后向散射特性的研究将有助于提高雷达在
恶劣气象条件下的探测精度【l捌。
降雨的雷达体反射率是单基站雷达后向散射特性
的重要表征。随着频率的增加，工作波长逐渐接近雨
滴尺度。这时，瑞利散射已不适用，本文采用Mie理论
计算雨滴的散射特性。由于雨滴是一种稀疏的离散随
机介质，群雨滴的后向散射可采用单次散射近似，进
行简单的累加。此基础上，利用不同的雨滴谱。计算
了降雨雷达体反射率与频率、降雨率的关系。对计算
结果的分析表明，降雨雷达体反射率与频率、降雨率
和雨滴尺寸分布有关。
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