滴粒径分布函数简称分布,其表达式为其单位是是雨滴半径,系数由雨强决定并且满足雨衰减数的般表达式为其中为衰减截面积。这种方法计算过程复杂,工程难较大而模型对雨天的衰减作了定的近似处理,使计算过程简化。下面介绍雨天的模型。由于雨具有悬浮于饱和空气中对流云的统计特性,根据瞬时悬浮液滴密度公式相关参数的取值,可以把中纬度地区的降雨分成如下表所示,相关参数见第节。表对于直径较小的雨滴来说,如果利用米尔公式,计算过程相当复杂。为了本科毕业设计第页共页简化计算,提出了降雨的近似模型,第节已对其加以分析,联立得雨滴折射率的虚部为其中为降雨率,系数由表给出。由此得雨的衰减系数的近似模型为因此雨天大气的衰减系数模型可表示为波段在不同天天气下的仿真及分析晴空模式根据大气修正模式,在晴空条件下,选择温度为,大气压强,干燥空气的压强为,水蒸气的压强为,大气水蒸气密度为相对湿度为般,如图所示。晴空的吸收系数在附近,存在着氧气的吸收峰,此时氧气存在谐振吸收,在内存在个吸收带。具体计算如下。晴空的衰减系数为本科毕业设计第页共页表晴空模式仿真数据波段晴空衰减率图云雾天气模式在多云及有雾条件下,由于悬浮水滴的影响,天空衰减系数会有所提高。分别悬浮水滴密度含水量为和作为雾天多云和阴天,温和气压同样选择在标准大气压附近的和。由图可见,雾天对衰减系数的影响较小,而多云的影响较大,阴云天气由于大气水量大大提高,因此衰减变化很大。具体计算由以下公式联立频率衰减系数频率衰减系数本科毕业设计第页共页,其中,水的密度,冰的密度混合单位后加上液态水的复介电常数是冰的记。以上各项满足本科毕业设计第页共页表雾天模式仿真数据波段雾天衰减率图频率衰减系数本科毕业设计第页共页表多云模式仿真数据波段多云衰减率图频率衰减系数本科毕业设计第页共页表阴天模式仿真数据波段阴天衰减率图雨天模式雨天的模型符合分布,根据雨强的不同,可以把降雨分成五个等级,即小雨中雨大雨暴雨和大暴雨,对应的分别为和。由于云具有对流云的统计特性,选取此时的悬浮水滴密度为,其它条件与多云时的相同。由于模型中给出的频率衰减系数本科毕业设计第页共页雨的衰减系数的计算是近似模型,对小到中雨的近似效果较好,仿真结果如图所示。由图知在小雨到大雨条件下的衰减系数的近似相对具有致性,而在暴雨以上的误差较大,只能大致反映出其变化的规律。具体计算公式如下表小雨模式仿真数据波段小雨衰减率图频率衰减系数本科毕业设计第页共页表中雨模式仿真数据波段中雨衰减率图频率衰减系数本科毕业设计第页共页表大雨模式仿真数据波段大雨雨衰减率图频率衰减系数本科毕业设计第页共页结束语在波段由于氧气和水的吸收作用使得该频段大气衰减严重,研究该频段大气传播特性对于利用和开发该频段有重要作用。波段频谱较宽,衰减值存在定差异,找到合适的算法或模型计算波段在各种大气条件下的传播特性是本题的研究目的。本课题对大气毫米波辐射特性进行了研究,主要内容包括吸收谱线形氧气和水蒸气吸收谱线模式大气辐射的模型及其仿真。论文详细研究了大气毫米波传播模型,即大气衰减的复折射率模型,推导出了不同天气条件下大气的衰减系数的计算方法。在晴天,主要考虑氧气和水蒸气的线状谱非谐振干燥空气谱和水蒸气的连续吸收谱在云雾天,需要在晴天基础上加上悬浮水滴折射谱而在雨天,需要在云雾天的基础上加上受雨强影响的雨滴的折射谱。计算出了不同天气条件下天空的毫米波段衰减系数数据。然而,局限性也是显而易见的,其水蒸气的连续谱是由经验公式得出的,对降雨的衰减进行了过于简化的处理等,因此,对水蒸气的吸收谱和雨天的毫米波辐射特性有待于作进步的分析和研究。本科毕业设计第页共页感谢本文是在导师王虹的悉心指导下完成的,在整个课题完成过程中,虽然遇到了不少困难,但都在导师学长同学的帮助下,顺利的完成任务要求导师的严格要求和正确的指导使得本人的研究工作和论文的撰写得以顺利完成。在进行毕业设计期间,导师对我的学习情况给予了诸多关注,为我的课题完成提供了良好的条件,导师对该技术领域发展方向的远见卓识和渊博的学识给更让我的视野得到极大的扩展。导师严谨的治学态度,对开拓性思维方式,以及坚忍不拔的工作意志都使我受益非浅。在此本人对王虹导师及众多同学表示深深的感谢和诚挚的敬意。本科毕业设计第页共页参考文献张祖荫,林世杰微波辐射测量技术及应用北京电子工业出版社,周秀骥大气微波辐射及遥感原理北京科学出版社,张培昌,王振会大气微波遥感基础北京气象出版社,,,,,,胡成达波段地面遥感大气水的研究北京大学学报自然科学版桂良启,张祖荫,郭伟波段天空亮温的计算华中科技大学学报自然科学版,林乐科,沈广德,赵振维大气辐射特性的测量与分析电波科学报,,,魏重三波段地基微波辐射计联合遥感云雨大气参数的方法大气科学,,赵振维,吴振森,沈广德种计算云雾毫米波衰减的经验模式电波科学学报,,毛天鹏,周东方,牛忠霞毫米波云雾衰减计算模型及特性分析无线通信技术,彭树生提高微波辐射计绝对测量精度的研究中国科学院紫金山天台,李兴国毫米波近感技术及其应用北京国防工业出版社,本科毕业设计第页共页彭树生,
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