天气雷达旁瓣回波
一、旁瓣回波描述
旁瓣回波是S波段多普勒天气雷达探测中极少出现的一种假象回波，它同样发生在对流风暴中有大冰雹存在的情况下。自1999年底由中美合资敏视达公司生产的国内第一部多普勒天气雷达CINRAD/SA在安徽投入业务运行开始，到2006年底我国已完成了110部新一代天气雷达站网建设布点任务，粗具规模的新一代多普勒天气雷达监测网及其应用研究在我国灾害性天气的监测与临近预警中发挥了重要作用。2002年3月投入试运行的常德多普勒天气雷达CINRAD/SB于同年5月14日探测到中国的首例三体散射（TBSS）回波，与这一回波相伴随的天气事件是强降雹。其后我国又有多部S波段天气雷达多次探测到TBSS，均有2 cm以上强降雹天气事件与之对应。因此TBSS已成为我国S波段天气雷达预警大冰雹的主要预报因子之一。S波段新一代天气雷达探测到的几次强降雹事件雷达回波特征时，除了存在三体散射长钉（TBSS）回波外，还存在另一种假象回波——旁瓣回波。关于旁瓣回波所伴随的天气我国已有较多基于常规的C波段雷达RHI图进行的研究论述文献，而有关S波段多普勒天气雷达旁瓣回波特征的描述、统计特征分析及其在强降雹临近预警中的作用的研究很少。
二、旁瓣回波形成原理
天气雷达的天线由辐射体和反射体两部分组成，反射体通常采用抛物面型，辐射体是用波导管扩展而成的喇叭口，位于抛物面反射体的焦点上。发射机的电磁波能量，由喇叭口辐射出来，经过抛物面反射体的反射，聚集成一束狭窄的强电磁波向空间定向地辐射出去。在天线方向图上主要辐射能流密度集中两个半功率点方向的夹角内，称主瓣，侧面的称为旁瓣。
雷达在发射电磁波时，遇到一般的散射目标物，由于旁瓣产生的回波太弱，而显示不出来，但在云中冰雹形成区散射特别强时，旁瓣产生的回波虽然弱但能被显示出来，形状与强回波区形状类似，形成位置与强回波区位置夹角在10°或以上，并与强回波到雷达的距离相等。图1是旁瓣回波的形成过程：当天线主波瓣扫描在冰雹云外时，旁瓣已到达冰雹云所在位置，雷达则误认为是主瓣产生的回波而将其放在了主瓣所在的位置上（图1中红色圈位置），从而形成虚假回波——旁瓣回波。旁瓣回波的存在通常会干扰雷达的正常探测，因此设计雷达时对旁瓣的有效抑制是雷达的技术指标之一。我国新一代天气雷达对旁瓣的抑制性能超过过去的常规雷达，但在遇到强烈雹暴等产生的非常强的回波时，仍然会出现旁瓣回波。
