暴雨是一種常見但危害較大的氣象災(zāi)害，可能引發(fā)洪澇、山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通設(shè)施等造成嚴(yán)重威脅。為了提前做好防范措施，降低暴雨帶來的損失，需要對(duì)暴雨進(jìn)行精密監(jiān)測(cè)，獲取準(zhǔn)確的降雨數(shù)據(jù)，如降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)間等，以便氣象部門準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、水利部門合理調(diào)度水資源、應(yīng)急管理部門及時(shí)開展救援等工作。傳統(tǒng)的雨量監(jiān)測(cè)儀器如雨量筒等，雖然能提供一定的降雨數(shù)據(jù)，但在精度、實(shí)時(shí)性、空間覆蓋等方面存在一定局限性。隨著科技的發(fā)展，各種先進(jìn)的儀器被應(yīng)用于暴雨監(jiān)測(cè)，以提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。

雷達(dá)式雨量傳感器基于氣象雷達(dá)工作原理，通過發(fā)射微波波段的電磁波并接收雨滴反射的電磁波信號(hào)來獲取信息。根據(jù)雷達(dá)方程，測(cè)量回波信號(hào)的強(qiáng)度、頻率等參數(shù)，結(jié)合雨滴散射特性理論模型，反演計(jì)算出降雨區(qū)域內(nèi)的雨滴大小、數(shù)量和速度等，進(jìn)而推算出降雨量和降雨強(qiáng)度，比如回波信號(hào)強(qiáng)通常意味著雨滴較大或數(shù)量較多，降雨量可能就較大。

雷達(dá)式雨量傳感器的天線系統(tǒng)用于發(fā)射和接收電磁波信號(hào)，具有高增益、窄波束特性，如拋物面天線可集中發(fā)射和接收電磁波，提高信號(hào)強(qiáng)度和分辨率。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生高功率電磁波信號(hào)，其功率、頻率等參數(shù)可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求調(diào)整，監(jiān)測(cè)大范圍暴雨時(shí)可能需發(fā)射功率較大、波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波。接收機(jī)負(fù)責(zé)接收并放大微弱回波信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可處理的電信號(hào)并進(jìn)行初步處理，如濾波、降噪以提高信號(hào)質(zhì)量。信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)雜處理分析，運(yùn)用算法和模型提取降雨相關(guān)信息，轉(zhuǎn)換為直觀的降雨量數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖像等形式顯示。

雷達(dá)式雨量傳感器能夠快速實(shí)時(shí)獲取大面積區(qū)域降雨信息，可精確到每幾分鐘甚至每秒更新一次數(shù)據(jù)，空間分辨率可達(dá)幾百米甚至更高，能及時(shí)捕捉暴雨動(dòng)態(tài)變化和空間分布差異。它不需要與雨水直接接觸，避免了傳統(tǒng)雨量測(cè)量?jī)x器因積水、蒸發(fā)、濺水等因素造成的測(cè)量誤差，在暴雨等極端天氣下能更穩(wěn)定工作，具有較高測(cè)量精度和可靠性。它還能通過對(duì)不同高度層回波信號(hào)分析，獲取降雨的垂直結(jié)構(gòu)信息，如云層高度、雨滴大小隨高度的分布等，有助于全面了解暴雨形成和發(fā)展機(jī)制。

雷達(dá)式雨量傳感器為氣象部門提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確降雨數(shù)據(jù)，幫助預(yù)報(bào)員更精確地預(yù)測(cè)暴雨的發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)路徑，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。