本论文对闪电中一类特殊先导过程-直窜不规则先导开展研究,通过2013年夏季中国气象科学研究院雷电物理和防护工程实验室在“中国·广州野外雷电试验基地”进行的自然闪电野外观测试验,获得了一多频段多参量宽带同步数据。探讨给出了对其不规则性的表征方法以及宽带数据的时频域分析方法,以获得直窜不规则先导的光电磁综合特征。主要结论如下：(1)提出一种分析信号复杂程度的方法-多尺度熵方法,对闪电快电场变化资料进行分析,将多尺度熵作为一种特征参量用来区分直窜不规则先导与其他先导过程。熵值在小尺度范围内变化明显且当尺度大于3时样本熵值大于1.5的过程即为直窜不规则先导过程,熵值在尺度上变化不明显且当尺度大于3时样本熵值小于1.5的过程即为梯级先导或直窜先导过程。(2)根据电场快变化波形,将直窜不规则先导分为两类(直接与回击相连和间隔1-2ms),统计分析了两类直窜不规则先导的发生概率,得出第一类直窜不规则先导发生的概率较大可达到81%,第二类直窜不规则先导的发生概率较小仅有19%,通过对比分析两类先导的样本熵特征发现第一类直窜不规则先导样本熵随时间段的改变整体变大且变化不大,而第二类直窜不规则先导的样本熵随时间段的改变先增大后减小,在最后接近回击的时间段样本熵值明显减小。(3)充分发挥所使用宽带辐射场采集系统,对第一类直窜不规则先导过程中产生的高频电磁辐射进行时频域的分析,采用效果较好的小波分析方法对比分析了其与直窜梯级先导和直窜先导时频特征的不同。给出了三类先导10-300MHz平均功率谱密度特征,在整个分析的频段上,直窜不规则先导相对于直窜先导和直窜梯级先导其电磁辐射能量更强,且三种先导的电磁辐射能量都在随着频率增大而减小,在10-50MHz频段上幅频波形的衰减率明显比在50MHz-300MHz频段上幅频波形的衰减率大。对比直窜不规则先导和直窜梯级先导,在10MHz-50MHz的频段内,两种先导的电磁辐射能量差异并不大,但在100MHz-250MHz这一频段上两者的差异比较明显,最大可达到8dB左右。当频率大于250MHz后两种先导的电磁辐射能量差异再次减小。(4)结合光学观测资料分析,给出第二类直窜不规则先导的发展特征,得出直窜不规则先导不规则脉冲簇开始的时候对应有光辐射信号的改变,并且通过分析高速摄像资料,发现不规则脉冲簇发生的时间对应高速摄像图片中先导通道的突然中止,推测第二类直窜不规则先导有可能是由先导发展通道的突然截止而造成。通过综合观测,为我们分析直窜不规则先导过程带来了更多的信息,有助于加深对此类放电过程物理机制的进一步理解。