双(多)基地多普勒天气雷达系统是由一个常规多普勒天气雷达和一个或多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。我国973项目“我国重大天气灾害形成机理与预测理论研究”首次运用了日方提供的双(多)基地多普勒天气雷达设备进行了探测试验,另外我国自行研制的双基地雷达系统也已于2004年5月和11月在合肥地区的外场试验中两次成功获取了气象回波资料。因此亟需对双基地多普勒天气雷达系统的探测理论、观测方法、探测范围、探测精度、风场反演等方面进行深入研究,解决在气象应用中的关键问题,为双(多)基地天气雷达探测技术在国内进一步推广提供必要的经验和技术支持。 在目前我国即将完成多普勒天气雷达网建设之际,双基地雷达可能是当前天气雷达网的重要补充手段之一,该项研究具有潜在的应用前景和重要的实用价值。 本论文以研究双基地雷达探测理论为主线,以外场试验实测资料为基础,对双基地雷达系统的相关问题进行了较为系统的研究,主要研究内容和结果如下: 1.首先分析了双基地雷达探测的空间分辨率,然后在瑞利散射假设的前提下,考虑了雷达波的偏振方向、散射体的空间位置等条件,推导出了在双基地雷达系统中散射函数的表达形式和双基地雷达气象方程,模拟计算了侧向散射能力和被动雷达回波功率在空间的分布变化,并将雷达气象方程应用于双基地雷达的探测能力、探测范围和旁瓣污染分析等方面。总结了在双基地雷达探测中,发射波垂直偏振优于水平偏振的结论。如果采用双线偏振发射体制,根据需要采用不同的偏振波组合,能够有效扩大双基地探测的信息量。双基地雷达探测范围远小于常规多普勒天气雷达,其较大回波区域在基线附近和被动雷达一侧的基线延长线周围。