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天气雷达是什么 天气雷达的定义

时间:2022-09-23 14:25 来源:宝鸡新闻网 作者:宝鸡新闻网 阅读:

  天气雷达是什么


  天气雷达是探测降水系统的主要工具,天气雷达是利用云雾、雨、雪等降水粒子对电磁波的散射和吸收,为探测降水的空间分布和铅直结构。通过分析雷达接收到的降水系统回波的特征,不仅能反演降水回波的位置、范围、强度和高度,确定降水的性质,以及其影响的程度和影响的地区,还能够随时对所发现的气象目标进行观测和跟踪。同时,雷达观测还具有很高的空间和时间分辨率。


  目前,我国极轨气象卫星“风云三号”C星上已经有了一个能够穿透云雨的仪器——微波辐射计。但是,星载降水测量雷达的研制绝非重复劳动。


  从原理上来看,地球表面物体都在一刻不停地向外辐射电磁波。当降雨产生时,会吸收一部分地表辐射。这样一来,地表物体向外产生辐射的强度就会发生变化。微波辐射计通过对比所接收到的辐射量的前后变化,就能够推断出降雨的强弱。


  而与之相比,降水测量雷达则显得更加“积极主动”一些。它工作时,会主动向大气发射电磁波。一道道电磁波穿透云雨,与雨滴相互作用后,affiliatesmentor.com,就能带着降水量信息,反射回到卫星上了。


  虽然微波辐射计可以测量降雨量,但是其收集到的辐射信息容易受到地表辐射的干扰,ankarapleksi.com,所以精度不是很高。更重要的是,因为微波辐射计是被动探测,所以只能拿到“一揽子”辐射量,却分不清其中都是从哪一层大气发射来的。受此限制,它获得的信息也只是地表总降水量。而降水测量雷达则能够知道电磁波是从哪些不同高度的大气中回来的,进而获得大气三维降水信息。


  雷达的起源


  雷达的出现,是由于一战期间当时英国和德国交战时,英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间,雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。


  二战以后,雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。


  后来随着微电子等各个领域科学进步,雷达技术的不断发展,其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。


  当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描,并对干扰误差进行自动修正,而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。


  自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用,空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。


  雷达工作原理


  雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当然,它不再是大自然的杰作FMCW测速测距原理,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,在真空中传播的速度都是光速C,差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。


  测量距离原理是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成雷达与目标的精确距离。


  测量目标方位原理是利用天线的尖锐方位波束,通过测量仰角靠窄的仰角波束,从而根据仰角和距离就能计算出目标高度。


  测量速度原理是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

(责任编辑:宝鸡新闻网)

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