【摘 要】
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双基地双线偏振雷达是由一个常规的双线偏振雷达和一个远程被动低增益接收机共同组成，是大气风场探测领域的新技术之一。双基地雷达系统的探测不同于单基地雷达，双基地雷达系统是基于目标的侧向散射。在双基地雷达气象方程中，电磁波的传播路径由主站雷达到目标的距离与目标到辅站雷达的距离乘积取代了单基地雷达到目标的距离平方；双基地雷达的有效照射体积取代了单基地雷达的有效照射体积；侧向(双基地)散射截面取代了后向散射
【机 构】
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南京信息工程大学,气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京 210044;南京信息工程大学大气物理学院,南京 210044
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双基地双线偏振雷达是由一个常规的双线偏振雷达和一个远程被动低增益接收机共同组成，是大气风场探测领域的新技术之一。双基地雷达系统的探测不同于单基地雷达，双基地雷达系统是基于目标的侧向散射。在双基地雷达气象方程中，电磁波的传播路径由主站雷达到目标的距离与目标到辅站雷达的距离乘积取代了单基地雷达到目标的距离平方；双基地雷达的有效照射体积取代了单基地雷达的有效照射体积；侧向(双基地)散射截面取代了后向散射截面；主站雷达和辅站雷达的天线增益取代了单基地雷达收发合一的天线增益；由于收、发分置，发射天线和接收天线的方向图因子同时影响着双基地雷达的探测。本文以旋转椭球粒子的电磁波散射理论(Gans 理论)为基础，基于发射、接收不同偏振波时，小椭球形粒子在双基地雷达系统中的散射函数，推导出适用于椭球雨滴群的双基地偏振雷达方程，并利用此方程探讨旋转椭球雨滴群一致铅直取向情况下，几何因子、散射截面因子及回波功率比值随主站仰角抬高的空间分布变化特征，进而分析了双基地双线偏振雷达对椭球雨滴群的探测能力，为提高双基地偏振雷达的探测精度及探讨去除旁瓣影响提供了理论依据。结果表明，几何因子的大小由主站到目标粒子的距离、子站到目标粒子的距离以及双基地角决定。随着仰角的抬高，几何因子在主站周围的高值区面积显著减少，辅站周围的低值区面积也略有减少。散射截面因子的大小代表目标粒子的散射能力。当发射水平偏振波时，散射截面因子高值区面积随着主站仰角的抬高而增加；而发射垂直偏振波时，散射截面因子高值区面积随着主站仰角的抬高而减少。但发射垂直偏振波时探测范围比水平偏振大得多。这种变化特征可以用瑞利散射方向性函数图解释。综合考虑天线参数、几何因子、散射截面因子等对双基地偏振雷达回波功率的影响，得出随着仰角的抬高，两种偏振状态下均出现辅站一侧高回波区范围减小；主站一侧低回波区范围也减小。这种变化与粒子散射特征、有效照射体积和发射距离、接收距离等因素有关。
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