Pulse-Doppler radar wind profilers

Pulse-Doppler radar wind profilers operate using electromagnetic (EM) signals to remotely sense winds aloft. The radar transmits an electromagnetic pulse along each of the antenna's pointing directions. A UHF profiler includes subsystems to control the radar's transmitter, receiver, signal processing, and Radio Acoustic Sounding System (RASS), if provided, as well as data telemetry and remote control.

The duration of the transmission determines the length of the pulse emitted by the antenna, which in turn corresponds to the volume of air illuminated (in electrical terms) by the radar beam. Small amounts of the transmitted energy are scattered back (referred to as backscattering) toward and received by the radar. Delays of fixed intervals are built into the data processing system so that the radar receives scattered energy from discrete altitudes, referred to as range gates. The Doppler frequency shift of the backscattered energy is determined, and then used to calculate the velocity of the air toward or away from the radar along each beam as a function of altitude. The source of the backscattered energy (radar “targets”) is small-scale turbulent fluctuations that induce irregularities in the radio refractive index of the atmosphere. The radar is most sensitive to scattering by turbulent eddies whose spatial scale is ½ the wavelength of the radar, or approximately 16 centimeters (cm) for a UHF profiler.

A boundary-layer radar wind profiler can be configured to compute averaged wind profiles for periods ranging from a few minutes to an hour. Boundary-layer radar wind profilers are often configured to sample in more than one mode. For example, in a “low mode,” the pulse of energy transmitted by the profiler may be 60 m in length. The pulse length determines the depth of the column of air being sampled and thus the vertical resolution of the data. In a “high mode,” the pulse length is increased, usually to 100 m or greater. The longer pulse length means that more energy is being transmitted for each sample, which improves the signal-to-noise ratio (SNR) of the data. Using a longer pulse length increases the depth of the sample volume and thus decreases the vertical resolution in the data. The greater energy output of the high mode increases the maximum altitude to which the radar wind profiler can sample, but at the expense of coarser vertical resolution and an increase in the altitude at which the first winds are measured. When radar wind profilers are operated in multiple modes, the data are often combined into a single overlapping data set to simplify postprocessing and data validation procedures.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เรดาร์พัลส์ Doppler profilers ลมมีใช้แม่เหล็กไฟฟ้า (EM) สัญญาณให้ไกลรู้สึกลมโรงแรมอลอฟท์ เรดาร์ส่งชีพจรการแม่เหล็กไฟฟ้าตามแต่ละทิศทางชี้ตำแหน่งของเสาอากาศ ตัวสร้างโพรไฟล์ UHF รวมย่อยเพื่อควบคุมของเรดาร์ส่งสัญญาณ ตัวรับสัญญาณ การประมวลผลสัญญาณ และวิทยุระดับหูระบบ (RASS), ถ้ามี เป็นข้อมูลโทรมาตร และรีโมทคอนโทรลระยะเวลาของการส่งผ่านกำหนดความยาวของชีพจรที่ออกมาจากเสาอากาศ ซึ่งจะสอดคล้องกับปริมาณของอากาศที่อร่าม (ในแง่ของไฟฟ้า) โดยคานเรดาร์ มีกระจายพลังงานนำส่งเงินกลับ (เรียกว่า backscattering) ต่อ และรับเรดาร์ ความล่าช้าของช่วงเวลาที่อยู่ในระบบประมวลผลข้อมูลเพื่อให้เรดาร์รับกระจายพลังงานจากความไม่ต่อเนื่อง เรียกว่าเป็นช่วงประตู กะความถี่ Doppler พลังงาน backscattered จะถูกกำหนด และใช้คำนวณความเร็วของอากาศไปยัง หรือ จากเรดาร์ตามคานแต่ละฟังก์ชันของระดับความสูง แหล่งที่มาของพลังงาน backscattered (เรดาร์ "เป้าหมาย") คือ ความผันผวนปั่นป่วนระบุที่ก่อให้เกิดความผิดปกติในดรรชนีวิทยุของบรรยากาศ เรดาร์เป็นสำคัญส่วนใหญ่การ scattering โดยเพ eddies มาตราส่วนพื้นที่มีความยาวคลื่นของเรดาร์ หรือประมาณ 16 เซนติเมตร (cm) ½สำหรับตัวสร้างโพรไฟล์ UHFสามารถกำหนดค่าตัวสร้างโพรไฟล์ลมเรดาร์ชั้นขอบเขตจะคำนวณโพรไฟล์ลมเฉลี่ยสำหรับรอบระยะเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง มักจะกำหนดขอบเขตชั้นเรดาร์ลม profilers อย่างในโหมดมากกว่าหนึ่ง ตัวอย่าง ใน "ต่ำโหมด ชีพจรของพลังงานที่ส่ง โดยตัวสร้างโพรไฟล์ที่ได้ความยาว 60 เมตร ความยาวของชีพจรกำหนดความลึกของคอลัมน์ของอากาศเป็นตัวอย่าง และความละเอียดแนวตั้งของข้อมูล ใน "สูงโหมด ช่วงชีพจรขึ้น มัก จะ 100 เมตร หรือมากกว่า ชีพจรระยะยาวหมายความ ว่า พลังงานมากขึ้นจะถูกส่งในแต่ละอย่าง การปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณเสียงรบกวน (SNR) ของข้อมูล ใช้ความยาวของชีพจรยาวเพิ่มความลึกของปริมาณตัวอย่าง และลดความละเอียดแนวตั้งในข้อมูลดังนั้น ส่งออกพลังงานมากสูงวิธีเพิ่มความสูงสูงสุดที่ตัวสร้างโพรไฟล์ลมเรดาร์อย่าง แต่ค่าใช้ จ่ายเพิ่มขึ้นในระดับความสูงที่วัดลมแรกและความละเอียดแนวตั้ง coarser เมื่อเรดาร์ลม profilers จะดำเนินการในหลายโหมด ข้อมูลมักจะรวมกันเป็นชุดข้อมูลเหลื่อมเดียวเพื่อง่าย postprocessing และขั้นตอนการตรวจสอบข้อมูล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชีพจร Doppler โปรลมเรดาร์ทำงานโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า (EM) สัญญาณที่จะรู้สึกลมสูงจากระยะไกล เรดาร์ส่งพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมแต่ละทิศทางชี้เสาอากาศ Profiler UHF ระบบย่อยรวมถึงการควบคุมการส่งสัญญาณเรดาร์ที่ได้รับการประมวลผลสัญญาณและวิทยุมีเสียงอะคูสติก System (RASS) ถ้าให้เป็น telemetry ข้อมูลและการควบคุมระยะไกลในช่วงระยะเวลาของการส่งจะเป็นตัวกำหนดความยาวของพัลส์ที่ปล่อยออกมาจาก เสาอากาศซึ่งจะสอดคล้องกับปริมาณของอากาศสว่าง (ในแง่ไฟฟ้า) โดยลำแสงเรดาร์ จำนวนเงินขนาดเล็กของพลังงานที่ส่งกระจัดกระจายกลับ (เรียกว่า backscattering) ไปและได้รับจากเรดาร์ ความล่าช้าของช่วงคงที่ถูกสร้างขึ้นในระบบการประมวลผลข้อมูลเพื่อให้เรดาร์ได้รับการกระจายพลังงานจากระดับความสูงที่ไม่ต่อเนื่องเรียกว่าประตูช่วง การเปลี่ยนความถี่ดอปเลอร์ของพลังงานที่สะท้อนกลับจะถูกกำหนดและนำไปใช้ในการคำนวณความเร็วของอากาศที่มีต่อหรือออกไปจากเรดาร์ไปตามแต่ละคานเป็นหน้าที่ของระดับความสูง แหล่งที่มาของพลังงานสะท้อนกลับ (เรดาร์ "เป้าหมาย") เป็นขนาดเล็กความผันผวนปั่นป่วนที่ทำให้เกิดความผิดปกติในดรรชนีหักเหวิทยุของบรรยากาศ เรดาร์มีความสำคัญที่สุดในการกระจายโดยวนป่วนที่มีขนาดเป็นครึ่งความยาวคลื่นของเรดาร์หรือประมาณ 16 เซนติเมตร (ซม.) สำหรับ Profiler UHF พื้นที่เขตแดนชั้น Profiler ลมเรดาร์สามารถกำหนดค่าการคำนวณโปรไฟล์ลมเฉลี่ยสำหรับรอบระยะเวลา ตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง ขอบเขตชั้น profilers ลมเรดาร์มักจะมีการกำหนดค่าตัวอย่างในโหมดมากกว่าหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่นในโหมด "ต่ำ" ชีพจรของพลังงานส่งโดย Profiler อาจจะเป็น 60 เมตรยาว ระยะเวลาในการเต้นของชีพจรกำหนดความลึกของคอลัมน์ของอากาศที่มีการเก็บตัวอย่างและทำให้ความละเอียดในแนวตั้งของข้อมูล ในโหมด "สูง" ระยะเวลาในการเต้นของชีพจรจะเพิ่มขึ้นมักจะถึง 100 เมตรหรือมากกว่า ระยะเวลาในการเต้นของชีพจรอีกต่อไปหมายความว่าพลังงานมากขึ้นจะถูกส่งสำหรับแต่ละตัวอย่างที่ช่วยเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ของข้อมูล โดยใช้ระยะเวลาในการเต้นของชีพจรที่มีความยาวเพิ่มความลึกของปริมาณตัวอย่างและทำให้ลดความละเอียดแนวตั้งในข้อมูล พลังงานมากขึ้นของโหมดสูงเพิ่มความสูงสูงสุดที่ Profiler ลมเรดาร์สามารถลิ้มลอง แต่ค่าใช้จ่ายของการแก้ปัญหาในแนวตั้งหยาบและการเพิ่มขึ้นในระดับความสูงที่ลมครั้งแรกที่วัด เมื่อเรดาร์ profilers ลมจะดำเนินการในหลายโหมดข้อมูลที่มักจะรวมกันเป็นข้อมูลที่ทับซ้อนกันเป็นหนึ่งเดียวเพื่อให้ง่ายต่อการตั้งค่าและข้อมูลการประมวลผลภายหลังขั้นตอนการตรวจสอบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชีพจร Doppler เรดาร์ลมนักวิเคราะห์พฤติกรรมการใช้งานโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ( EM ) สัญญาณจากระยะไกลความรู้สึกลม Aloft . เรดาร์สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชีพจรพร้อมแต่ละของเสาอากาศที่ชี้ทิศทาง รายละเอียดรวมถึงระบบ UHF เพื่อควบคุมเครื่องของเรดาร์เครื่องรับสัญญาณ วิทยุ และเสียงของระบบอะคูสติก ( เรส ) ถ้าให้รวมทั้งจากเครื่องส่งสัญญาณข้อมูลและการควบคุมระยะไกล

ระยะเวลาของการกำหนดความยาวของคลื่นที่ออกมาจากเสาอากาศ ซึ่งจะสัมพันธ์กับปริมาณของอากาศที่สว่าง ( ด้านไฟฟ้า ) โดยเรดาร์ บีม จำนวนเงินขนาดเล็กของที่ส่งพลังงานที่กระจัดกระจายกลับ ( เรียกว่า backscattering ) ที่มีต่อและได้รับจากเรดาร์ความล่าช้าของการแก้ไขช่วงเวลาที่สร้างขึ้นในระบบการประมวลผลข้อมูลเพื่อให้เรดาร์ได้รับกระจายพลังงานจากระดับความสูงไม่ต่อเนื่อง เรียกว่าช่วงประตู ความถี่ในการเปลี่ยนของ backscattered พลังงานถูกกำหนด และใช้ในการคำนวณความเร็วของอากาศเข้าหาหรือออกจากเรดาร์ตามแต่ละคานเป็นฟังก์ชันของความสูงแหล่งที่มาของ backscattered ENERGY ( เรดาร์ " เป้าหมาย " ) คือกระบวนการที่ก่อให้เกิดความผิดปกติ ในความผันผวนปั่นป่วนวิทยุดรรชนีหักเหของบรรยากาศ เรดาร์ที่อ่อนไหวมากที่สุดโดยการกระจายป่วนน้ำวนที่มีพื้นที่ขนาด½ความยาวคลื่นของเรดาร์ หรือประมาณ 16 เซนติเมตร ( ซม. ) สำหรับ UHF
Profilerขอบเขตชั้นเรดาร์ลม Profiler สามารถกำหนดค่าให้คำนวณจากสภาพลม ระยะเวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง ชั้นขอบเขตเรดาร์ลมนักวิเคราะห์พฤติกรรมมักจะมีการกำหนดค่าตัวอย่างมากกว่าหนึ่งโหมด ตัวอย่างเช่น ในโหมด " ต่ำ " ชีพจรของพลังงานส่งโดยเฉพาะอาจจะ 60 เมตรในความยาวชีพจรระยะเวลากำหนดความลึกของคอลัมน์ของอากาศที่ถูกเก็บตัวอย่าง และดังนั้นจึง แนวตั้ง ความละเอียดของข้อมูล ในโหมด " สูง " ชีพจรความยาวจะเพิ่มขึ้น ปกติ 100 เมตรหรือมากกว่า ชีพจรระยะเวลานาน หมายความว่า พลังงานมากขึ้นจะถูกส่งสำหรับแต่ละตัวอย่างซึ่งจะช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน ( SNR ) ของข้อมูลการใช้พัลส์แล้วเพิ่มความลึกของตัวอย่างปริมาณ และดังนั้นจึง ลดความละเอียดแนวตั้งข้อมูล มากกว่าการส่งออกพลังงานของโหมดสูงเพิ่มความสูงสูงสุดที่เรดาร์ลม Profiler สามารถตัวอย่าง แต่ที่ค่าใช้จ่ายของความละเอียดหยาบตามแนวตั้งและมีการเพิ่มความสูงที่ลมก่อนจะวัดเมื่อนักวิเคราะห์พฤติกรรมลมเรดาร์ดำเนินการในหลายโหมดข้อมูลมักจะรวมกันเป็นชุดเดียวกันเพื่อลดความซับซ้อนของข้อมูลและการตรวจสอบข้อมูล ซึ่งขั้นตอน .