随着气象雷达的迅速发展和广泛应用,常规气象雷达往往不能满足许多特殊研究工作的要求。常用的脉冲多普勒天气雷达技术先进、功能齐全、性能优良,不仅能测定降水的位置和强度,还能测定降水内部气流的速度和流向。但是单个多普勒天气雷达只能测量云雨目标的径向速度分量,实际应用更需要的是三维空间的矢量风。 双(多)基地多普勒天气雷达系统是由一个常规多普勒天气雷达和一个或多个放置在异地的被动低增益接收机共同组成,主要用于测量降雨回波的三维风场。在我国多普勒天气雷达网建设中,双基地雷达是当前天气雷达网的重要补充手段之一,该项目研究具有潜在的应用前景和重要的实用价值。 本文首先介绍了双基地多普勒天气雷达系统的基本原理,包括双基地多普勒天气雷达的坐标系、基本几何关系、双基地雷达方程以及有效照射体积。对于双基地双基地雷达区别于传统单基地雷达的三大同步要求:时间同步、相位同步及空间同步,目前在气象上采用GPS来解决时频同步问题,GPS具有结构简单、价格低廉、工作可靠、灵敏度高等特点,并对利用GPS进行时频同步的各个模块功能进行介绍,该系统具有很好的推广价值。 在信号处理软件仿真环节,对雷达接收站常用的技术,包括数字正交解调,脉冲积累及用快速傅立叶变换提取相位、频率特征等,以及相关的信号处理手段,在MATLAB平台上进行相关仿真设计,并得出仿真结果。由于MATLAB具有强大的程序编写及仿真能力,并可以进一步将设计好的程序生成独立可执行文件或转化成其他语言,脱离MATLAB环境运行,因此基于其上的软件仿真具有很好的使用性及推广能力。最后引入了小波变换,利用其在时频两域都具有表征信号局部特征的优越性,辅助雷达的信号处理,有利于降低噪声,提高信噪比。