摘要：随着地球气候变暖、森林资源的进一步破坏，导致了全球气候性灾害的出现，而且爆发的频率和影响范围向着逐步扩大化趋势发展。对高楼林立的城市中生活居住的人们来说，能够先一步知道天气动态，就可以及早做出防范，保护自身生命和财产安全。可以说，现在人们对于气象数据的要求越来越精准，这也就间接地促进了气象学和技术设备的发展应用。

关键词：气象雷达 脉冲压缩技术 全球变暖 气候性灾害 气象学

中图分类号：TN959.1文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0115-01

由于传统的气象雷达探测技术对于探测距离和探测精度有着严重的不足，已经无法满足实际生活的要求和经济生产建设的需求，逐渐被人们所摒弃，随之兴起的脉冲压缩技术就弥补了这方面的不足。单部脉冲压缩技术的气象雷达就可以满足实际所需要的数据扫描和收集，同时精度也有了明显的提高，对于重大灾害天气预警起到了重要的作用，为保障正常的社会秩序和安全生产提供了数据支持和气象保证。

1 传统普通单脉冲多普勒雷达的劣势

1.1 速度模糊与距离模糊之间的矛盾

由于单脉冲雷达想要得到较大程度的不模糊速度效果，就需要进行对扇区的重复扫描，不断的重复扫描一个扇区，尽管可以获得比较理想的结果和脉冲回波，但是对于整体雷达测算结果没有起到有效地促进作用，只是在一个区域内呈现了较为理想的数据[1]。要想完成的获取整个雷达数据的结果，需要付出较多的工作时间和强度，不仅浪费了大量的人力物力资源，还导致最终获取的数据不准确。因为气象随时随地都在变化，不同的时间段所呈现的数据结果是不尽相同的。因此，单靠单脉冲多普勒雷达进行重复的扫描来获取实际的气象数据是不现实的。

要想获得较为理想的不模糊距离，就必须减少对于扫描区重复的扫描，以避免脉冲回波造成的影响，这就为实际的气象监测工作带来了难题：相互矛盾此消彼长，不能有效地解决就无法测得准确的数据。实际往往采用的办法就是折中方案，以求获得良好的平衡点。但是这样一来又造成了探测距离的缩短，区域覆盖面不全面的问题。

1.2 脉冲发射机的功率限制了雷达的最大作用范围和距离

由于雷达所主要依靠的探索手段就是通过脉冲进行回波收集，并通过解码最终绘制出准确的气象三维图。但是有一个前提条件，就是单脉冲多普勒雷达的脉冲发射机功率问题。发射机的功率越高，其所探测的距离和范围就会越远，理论上通过调整脉冲发射机的最大输出功率就可以达到极限的探测范围。但在实际的工作中，这种手段基本是不被采取的，因为取得的效果不仅不理想，而且对脉冲发射机本身也造成了一定的损耗。如果采取功率不变，增大脉冲时宽的办法，虽然也能获得较理想的距离，但是探测分辨力就是一个很大的问题，呈现出一幅模糊的气象图和没有气象图并没有什么区别。因此传统的单脉冲多普勒雷达具有着诸多的局限性，已经不能满足现在条件下气象数据的收集整理工作。

2 现代脉冲压缩技术在气象雷达中的应用

2.1 脉冲压缩技术

脉冲压缩技术的基本工作原理为通过发射调制时宽脉冲发射，以保证脉冲发射机的最大功率输出，获得最远的探测距离。同时对反射回来的脉冲回波进行压缩处理，来获取窄脉冲，这样就保证了成像的精度[2]。完美的解决了单脉冲雷达距离和速度成像模糊之间的矛盾，很大程度上确保了气象成图的精准，提高了工作效率。

由于脉冲压缩技术对于距离和速度的完美解决，因此单台脉冲压缩雷达就够完成多台传统单脉冲气象雷达所能达到的效果，在经济和成像具有较大的优势。因此，在我国目前广泛开展的灾难性天气预警中，发挥着显著的作用，为保证人民的生命和财产安全起到了重要的作用。

2.2 伪随机编码信号

由于大气环境复杂，导致的回波信号在一定的时期内与滤波器产生了多普勒失谐现象，导致回波数据不能有效的进行压缩，从而无法绘制精确的气象三维图。因此，伪编码技术主要的应用方面就是多普勒的敏感信号收集和处理。

实际回波的数据收集和整理中，由于脉压复瓣的存在对气象三维图形的绘制有着明显的影响[3]。因此，采用较长的巴克码来进行实际工作的运算，消除脉压复瓣带来的影响，将其降到最低，以达到贴合实际数据的目的。

2.3 相应的匹配滤波器的使用

由于需要对脉冲回波压缩进行处理，就需要用到匹配滤波器，滤波器的使用过程中，对于时域和频域有着不同的区分，因此呈现的数据就体现出了这两个方面的特色。而这两个数据分析结果在实际中都能够用到，所以说范围比较广，不能盖棺而论哪个为主要哪个为次要。具体的使用原则要参照实际的脉冲回波和成像要求，来进行灵活选择应用。

2.4 多普勒滤波器的组合应用

由于匹配滤波器在实际的脉冲信号收集和分析过程中会产生多普勒频移而导致退化现象，而滤波器在设计的时候考虑的是零频移现象。因此，对于实际中出现的退化现象的消除就需要通过多普勒滤波器组来完成。当离散的脉冲信号经过滤波器等处理之后，剩下的退化现象可以通过多普勒滤波单元和脉压复瓣抑制滤波器组间过滤来进行最终无退化现象的数据的输出，并根据此数据绘制当前气象的三维图，最终直观呈现给使用者，提供相关气象数据的支持。

3 结语

综上所述，由于脉冲压缩技术的成熟和完善，在气象检测的过程中发挥了重要的作用。同时由于其总体设备简化，对于数据的收集整理和分析更加精确，实际的生产生活都具有重要的促进和保障作用。相信随着材质和技术的进一步发展，脉冲压缩技术将会在更多的领域得到应用，广泛深入到人们的日常生活中，加快社会整体向前发展的进程。

参考文献

[1]丁留贯，顾松山，牛生杰，陈小兰.气象雷达的脉冲压缩技术研究[J].大气与环境光学学报，2007，12（04）：268-273.

[2]丁留贯.气象雷达脉冲压缩技术研究[D].南京信息工程大学，2007.

[3]李柏，古庆同，李瑞义，曹俊武，王旭.新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展[J].气象，2013，12（03）：265-280.