鄂西山区无线通信网的组建与效益

鄂西自治州位于湖北西南山区,地形复杂,地势险要,巫山、武陵山、大娄山等,构成无线通信的多道天然屏障,严重影响了通信效果,全州各县市气象局大都位于山脚及洼地位置,相对高度差很大,给VHF的视距通信增添了困难,如何在这种特殊的地理位置建立无线通信网,是一个比较复杂而有探索价值的课题.无线通信是利用电波传播来达到两地沟通,无线通信属于HF和VHF,即为短波和超短波范围.无线电波在同一介质中总是沿直线传播,而进入性质不同的另一介质时,则会发生反射和折射.高大建筑物阻挡,只能削弱电波,不会使信道中断,而高大山脉的存在,若通信点又处于山脉脚下的寂静区,则利用VHF通信是困难的,必须改用短波HF通信,一般短波和超短波,总是设法架高天线,采用空间波传播.在山区,由于山脉阻挡,通信组网时不但要考虑     

天气警报发射和接收中应注意的几个问题

天气警报的效果和发射端、接收端都有很大关系.对于发射端,不仅要求发射机性能好、功率足,为扩大信号覆盖范围,根据超短波传播特点,应当尽可能地架高天线.天线架设时,周围是物体,特别是金属、水泥建筑物等对电波发射有影响,距离越近,影响越大.一般讲离发射天线2个波长以内     

短波数据通信中采用的几种抗干扰措施

短波通信是依靠电离层的反射来实现的.电离层的变化很不稳定,再加上短波频率低、频段窄,易受自然界的多种干扰,因此,通信的可靠性差. 为提高短波通信的可靠性,通常采用二种方法:一是改善信道,包括采用增大发射功率,采用高增益天线和多种分集接收等方法.另一种方法是合理地选择使用和电离层有关的电波传输频率.在过去的几十年间实际频率的选择主要是依靠电波研究所发布的     

雷暴中双极性窄脉冲事件的位置与辐射强度

双极性窄脉冲事件（NBE）是一类特殊的大气放电现象,能产生强甚低频/低频（VLF/LF）和甚高频（VHF）辐射。为了探索NBE发生的气象环境和放电特性,选出重庆双频段闪电定位网络在一次雷暴过程中观测到的608次正极性NBE（简称正NBE）和82次负极性NBE（简称负NBE）,对比发生位置和辐射强度。结果表明:正NBE主要分布于7~15 km高度处,归一化到距离辐射源100 km处的VLF/LF电场变化峰值的平均值为13.4 V·m-1,平均VHF辐射功率为73.5 kW。负NBE主要发生在两个高度范围,72例负NBE分布于16~20 km高度,它们倾向于发生在30~35 dBZ回波顶高大于18 km的对流云顶及附近,其平均归一化VLF/LF电场变化峰值为42.7 V·m-1,平均VHF辐射功率为76.9 kW。10例负NBE分布于4~8 km高度,全部发生于对流核内部。其平均归一化的VLF/LF电场变化峰值为2.7 V·m-1,平均VHF辐射功率为18.2 kW。从统计结果看,在VLF/LF频段,上部负NBE的辐射强度普遍强于正NBE和下部负NBE;在VHF频段,上部负NBE的辐射强度与正NBE基本相当,大于下部负NBE;下部负NBE在两个频段的辐射通常弱于正NBE。     

袖珍计算机用于甚高频信道实现组网自动通信技术

我们在苏州市区域甚高频(VHF)网上进行了以PC-1500机为通信终端,利用VHF信道实现组网数据通信的试验研制工作,取得了一定进展,研制完成了一套比较符合省级以下气象台站采用的,具有较高自动化程度的通信系统。该系统的投资少、功能多,实现了收端无需人值守的智能化通信。在苏州市网上通信实迹达60km以上,得到了有关专家和用户的肯定。     

用VLF/VHF信号大容量采集系统观测云地闪电放电过程

简述了一种高分辨、大容量闪电VLF/VHF信号记录系统,报道了一次包含12次对地回击、平均回击间隔70ms、持续时间超过800 ms的地闪放电过程的VLF/VHF辐射波形全景以及分析结果.这一个典型事例揭示了一些有趣的现象:(1)这次过程的头5 ms出现了强烈的VLF双极性大脉冲序列,标志着云内初始击穿过程启动;对应于一系列VLF辐射事件出现了强烈的VHF辐射爆发,总体上看,前380 ms期间VHF辐射异常强烈,呈现为间歇式准连续辐射,之后强烈VHF辐射则更多地表现为分立脉冲式爆发特征.(2)与回击主电流峰期间VHF辐射较弱不同,地闪最强的VHF辐射来自初始击穿过程和回击后云内放电通道扩展或者新通道形成过程;在初始击穿阶段和回击间歇期,出现了不止一次强烈的VHF辐射爆发并不伴随明显的VLF辐射.(3)回击间歇期间一类云中放电过程产生一系列半宽为3～4μs左右、出现频率约105Hz的VLF快脉冲串,整个脉冲串持续时间约1ms,频谱峰值区域在60～90 kHz,并伴随较强的VHF辐射,这些特征都与直窜先导特征一致.很可能这是一种云内K事件.(4)还给出了江淮地区地闪过程回击VLF/VHF辐射波形的统计特征,统计还显示当相继两次回击间隔小于40 ms时后面回击幅度倾向于比前面回击弱,当回击间隔时间大于100 ms时,后面回击比前面回击强的可能性大.     

地闪回击通道几何结构对VLF/VHF辐射场特征的影响

云地闪电回击通道分叉或者曲折引起的电流传播方向改变可以在回击辐射波形上面引入一系列次峰结构乃至影响其VHF辐射特征。本文用回击传输线模式探讨了回击通道几何结构对回击VLF／VHF辐射场的影响，结果显示：(1)VLF信号波形次峰幅度与通道片断的尺度以及取向有关，尺度为100m量级且具有较大的垂直分量的电流变化过程可以在回击波形下降沿上面引入与回击幅度相当的次峰结构，而小尺度(1m量级或者更小)的通道曲折在回击波形上面引入的次峰幅度只有回击主峰幅度的10％以下。水平方向的电流传播过程几乎不在回击波形上面产生可以辨别的次峰结构。曲折通道的所有曲折片段的平均长度是描述曲折通道的一个重要参数，次峰时间间隔与幅度均与平均曲折尺度成正相关。(2)曲折通道能够明显增加回击高频辐射分量的能量，出现最大辐射能量增加的频率相当．于波长等于曲折尺度的电磁波频率的1／8。小尺度的曲折或者分叉结构能够使得回击高频分量的强度提升一个数量级，但是这一强度的增加仍比我们实际测量的VHF辐射强度小一个数量级，说明通道曲折和分叉很可能不是回击过程VHF辐射产生的主要原因。     

基于位置信息的多用户MIMO下行调度算法

基于移动台的位置信息,提出了基于移动台与基站之间的距离信息的多用户调度算法.针对特定的信道模型,分析了所提出的调度方法所需的吞吐量、反馈开销以及计算复杂度.理论和仿真结果表明:该调度方法所需反馈量明显降低且其所需计算量明显小于基于最大信干噪比的调度方法.     

不同土壤类型及测定距离下人工与自动站土壤湿度差异分析

为研究不同土壤类型、不同测定距离下人工及DZN2型自动站土壤湿度的差异,在河南省泛区、鹤壁、许昌三个试验点选择代表性较强的砂土、粘土和壤土三种土壤类型为研究对象,于2013年、2014年在冬小麦全生育期分别距离自动站探头140—150 cm、100—110 cm位置人工取土,进行土壤湿度差异分析。结果表明:在冬小麦生育期内,人工与自动站所测土壤湿度的差值粘土最小,壤土的次之,砂土的最大,粘土、壤土播种时差值最大,砂土中最大差值出现在抽穗前。差值随土壤深度的垂直变化,总体表现为砂土波动范围最大,壤土、粘土的相对较小。在10—30 mm降水后,三种土壤类型差值均有不同程度的增加,其中砂土中差值增加最大;降水量在30—50 mm后,粘土和壤土的差值较小,砂土的差值较大。三种土壤类型下,人工取土点距离自动站探头150 cm以内,总体差异不显著。     

热带西太平洋暖池次表层暖水的起源--对1997/1998年ENSO事件的分析

分析了从1955～1999年45年热带、副热带太平洋地区次表层温度距平资料,在分析沿赤道距平极值曲面的深度分布后,认为它基本接近气候温跃层的深度分布.由此分析了1994～1999年该曲面上温度距平的演变发现:1997/1998年El Nino产生时,在热带西太平洋暖池次表层(160 m附近)的温度正距平,是从1994/1995年El Nino在Nino 3区的最大正距平信号传播或演变过来的,整个最大正距平信号的传播轨迹形成一似"8"字的形状.与此同时,当正的温度距平开始从暖池向东传播时,一最大温度负距平信号在Nino 3区出现,并伴随赤道最大正距平信号的东传,在其北部(5～10°N)向西传,然后又向东传最后到达Nino 3区,其传播轨迹形成一扁"0"字形状.分析表明,1997/1998年这次完整的El Nino/La Nina事件主要是在热带流系的温跃层附近形成并传播的.     

天津地区夏季海陆风对城市热岛日变化特征影响的观测分析

应用2008年天津市14个自动气象站逐小时观测资料、北京站探空资料和天津站6h一次的地面常规观测资料,分析了2008年天津地区夏季海陆风对城市热岛日变化特征的影响.结果表明:在大气层结稳定条件下,海陆风日与非海陆风日相比,天津市热岛强度的日变化幅度增大,海风能使城市降温,削弱城市热岛强度,推迟夜间热岛的出现时间,而陆风能使夜间热岛显著增强;天津市热岛强度与海风向内陆传播的距离有密切关系,在海陆风日,当天气尺度地转风与离岸风的方向一致时,海风的传播距离较近,而当天气尺度地转风与向岸风方向一致时,海风的传播距离较远,当海风只能到达津南、东丽或宁河站时,天津市热岛强度增幅最大,随着海风传播距离的增加,热岛强度的总体增幅减小.     

勿使夜间能见度观测值偏大

水平能见度是指视力正常的人在当时天气条件下,从天空背景中看到和辨认出的目标物的最大水平距离,在夜间则是能看到和确定出的一定强度灯光的最大水平距离.     

浅谈短波通信

随着气象辅助通信网的发展,短波单边带电台不断增加,西安至榆林、延安、汉中、安康、商洛地区局的单边带网已于七月初投入业务运行。榆林、汉中、宝鸡等地区局至部分县站间因地形等条件的限制,利用VHF电话难以联通,也采用了短波单边带组网。为了更好地发挥其工作效益,本文将简要介绍一些有关短波通信的基础知识,供台站同志在实际工作中参考。一、无线电通信使用的频率范围无线电通信使用的频率大致在30千赫到30000兆赫的范围,根据电磁波传播的特征,通常又可分为超长波、长波、中波、短波、超短波等波段。见表1。     

城市台站周边热岛效应和土地利用与覆盖变化关系

以合肥市气象站为中心,利用1990～2006年的Landsat TM影像,获取不同半径圆形缓冲区范围内下垫面土地分类信息以及对应年份的气温年均值、极值、日定时数据资料,分析了下垫面各土地类型及其变化和站点周边热岛效应的关系.分析得出:城市热岛与建设用地有着最强正相关,与林草地和耕地有着显著负相关,与夜晚水体有着较强正相关.下垫面类型对城市热岛的影响随着每天的不同时刻而变化.4种下垫面类型对城市热岛的影响范围上,建设用地一般在6km以内、林草地4km以内、耕地在4km时最显著,水体则随着距离的增加,其影响范围缓慢上升到8 km.同时,通过分析土地利用年变化和城市热岛效应变化的关系,进一步验证了城市发展对城市热岛效应起着至关重要的作用.最高温和14时(北京时间)热岛强度年变化与土地利用年变化有着较强的相关性.另外,迁站后热岛效应明显减弱.最后,重点探讨了下垫面类型和热岛效应关系的可能原因.     

有源环型天线在传真收片中的作用

无线电波在传播过程中要受到同频率的电波干扰;不同频率的强信号谐波干扰;雷电或其它火花放电干扰;磁爆或太阳黑子活动干扰;还受电离层和地形环境影响等. 源环型天线它有较强的方向性,对微弱的传真信号进行了宽频带低噪声放大,提高了信噪比,增强了抗干扰能力,是目前通用的几种天线中较理想的一种.同时用不同的天线接受同一发射台的传真信号,用环型天线接收的传真图的清晰度,抗干扰等方面,占有明显优势.     

同一时间能否存在两种视程障碍现象

视程障碍现象都有能见度标准,而有效能见度是指视野1/2以上范围都能看到的最大水平距离。因此,同一时间只能记录一种视程障碍现象。这一点近年已基本取得共识,但同一时间能否存在两种视程障碍现象却颇有争议。     

地闪和云闪初始击穿VHF/VLF辐射特征观测和比较

分析了合肥地区负地闪和云闪初始击穿过程产生的VLF大双极性脉冲序列及其同步的VHF爆发特征。地闪初始击穿大脉冲序列极性通常与后面的回击极性相同，相邻大脉冲之间的平均间隔为160μs，大脉冲序列持续时间平均为2．2ms。云闪初始击穿的大双极性脉冲序列由正极性大脉冲开始，相邻脉冲间隔时间平均为1．3ms，平均持续时间为11．5ms，明显区别于地闪中的情况。显著的VHF爆发几乎在大双极性脉冲序列出现的同时启动，它与VLF大脉冲一起是初始击穿过程中一种最强烈的特征性事件，在合肥地区出现频率极高。地闪初始击穿期间VHF包络(观测系统带宽100kHz)呈现淮连续特征，而云闪初始击穿期间VHF包络则呈现分立特征，显示两者VHF辐射爆发的特征有所不同。初始击穿期间VLF大脉冲辐射与VHF爆发之间是相关的，但是二者强度之间不存在唯一的大小对应关系。同时分析了合肥地区地闪初始击穿大脉冲序列活动相对于地闪回击的一些特征，序列中最大脉冲幅度与随后的首次回击幅度之比平均为0．43，有94％的初始击穿在首次回击启动前40ms内出现第一个可以辨别的VLF脉冲(105例的平均结果是21．5ms)。     

近海台风雷达定位方法应用研究

对于近似轴对称与类似兰金涡旋特性的台风近中心环流而言, 其多普勒雷达径向速度场具有相当特殊的偶极型态分布特征.在假设台风环流存在最大风速半径的前提下, 利用多普勒雷达径向速度场的这种分布特性和型态识别技术, 进行近海台风的雷达定位客观方法的应用研究, 并选取两种客观定位方法对台风中心位置进行估计.两种客观方法分别为几何轴对称中心定位法和速度距离方位显示中心定位法, 前者直接应用多普勒径向速度场进行定位估计, 后者则应用观测的多普勒径向速度场与观测点至雷达中心距离的乘积来估计台风中心位置.利用 "兰金" 涡旋模式模拟的多普勒雷达径向速度场和实际观测的台风环流的多普勒雷达径向速度场以及台风年鉴资料, 对这两种定位方法进行模拟和实际测试的结果表明: 模拟测试的定位误差在0.5 km以下, 最大风速半径的误差在0.12 km以下; 而实际测试的定位误差在3～13 km以内, 有些时次甚至在3 km以下.因此, 对近海台风而言, 利用多普勒雷达径向速度场资料进行实时业务定位是可行的, 且其定位结果将对台风实时业务预报和警报具有重要的参考价值.     

防雷电波侵入保护措施的安全检测

雷电沿架空金属管线侵入造成的雷害事故频率大，危害重。故防雷电波侵入保护措施是避雷检测的一项重要内容。本文着重阐述了雷电波侵入的危害方式及几种防雷电波保护技术措施。     

基于干涉仪原理的甚高频雷电单站预警

针对目前闪电单站探测与预警装置的局限性,设计了一套基于闪电宽带干涉仪原理的甚高频单站雷电预警装置.该装置通过测量雷电(包括云闪与地闪)起始时刻的辐射信号到达竖直天线阵列的相位差,计算得到该信号的仰角,根据仰角估算雷电的距离,进而根据雷电的距离和活动特征进行雷电报警.单站测距误差分析结果表明,单站系统对半径50 km范围内闪电测距误差在25％以内,半径100 km范围内的闪电测距误差在30％以内.雷电单站预警装置对一次雷暴过程进行了观测,观测结果表明,该装置能有效探测半径100 km范围内的闪电活动状况,探测到的闪电频次分布、闪电距离与多站闪电定位结果保持较好一致性,证明其能有效探测周围闪电活动状况,起到提前预警雷暴的作用.