雷达复习

雷达原理复习要点第一章（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)：radar的音译，Radio Detection and Ranging 的缩写。

无线电探测和测距，无线电定位。

雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发觉目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获得目标信息。

从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获得这些信息？斜距R : 雷达到目标的直线距离OP方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。

仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或凹凸角。

2、目标距离的测量测量原理式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波来回于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒)距离测量辨别率两个目标在距离方向上的最小可区分距离最大不模糊距离3、目标角度的测量方位辨别率取决于哪些因素4、雷达的基本组成雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。

放射机：产生大功率射频脉冲。

收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与放射机和接收机连通之间的切换。

天线：将放射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。

接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。

显示器：显示目标回波，指示目标位置。

天线限制(伺服)装置：限制天线波束在空间扫描。

电源其次章1、雷达放射机的任务为雷达供应一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去2、雷达放射机的主要质量指标工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度3、雷达放射机的分类单级振荡式、主振放大式4、单级振荡式和主振放大式放射机产生信号的原理，以及各自的优缺点单级振荡式： 脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。

第一章1. 简述单个球形粒子对雷达波散射的分类.2. 何谓Rayleigh 散射?简述其散射能流密度的特点.定义：当雷达波长一定后，散射粒子的散射取决于粒子直径与入射波长之比，d<<λ称为瑞利散射；特征：散射能流密度正比于1/λ4，即雷达波长越短，散射越强。

雷达波一定时，在满足瑞利散射时，粒子半径越大，散射越强。

3. 简述Mie 散射理论的应用范围.1用瑞利散射公式计算会产生误差，随着α增大，瑞利散射公式就不适用；2）米氏建立了包括“大”、“小”球形粒子在内的普遍的球形粒子散射理论，并导出了散射函数的表示式； 3） “大球”时,必须用米散射公式去处理才比较符合实际。

4. 简述雷达截面的意义及其在瑞利散射下的表达式. 5. 写出雷达反射率的定义及其表达式. 雷达反射率：瑞利散射条件下的雷达反射率：6. 写出瑞利散射条件下的雷达反射率因子及其表达的物理意义. 的绝大部分。

第二章1. 何谓衰减因子？简述其物理意义。

(1)假设没有考虑大气、云、降水等衰减时的平均回波率为1，则考虑大气、云、降水等衰减时的平均回波率的数值大小称为衰减因子K ，K<1；(2)物理意义：平均回波功率为1时的衰减后平均回波功率。

2. 何谓衰减系数？简述其物理意义并说明与衰减因子的关系。

物理意义：由于衰减作用,单位接收功率在大气中往返单位距离时所衰减掉的能量。

衰减系数的量纲:1/长度物理意义：要决定衰减因子K ，先要决定衰减系数k L 。

k L 是大气、云、降水等不同因子造成的总衰减系数。

3. 简述衰减因子的分贝表示法。

5. 简述云对雷达电磁波衰减的主要特点。

①由液滴组成的云的衰减随波长增加而迅速减小；②液态云的衰减还随温度减小而增加；③对于10cm 波长的雷达波，云的衰减很小，可忽略；④冰云的衰减要比液态云的衰减小2～3个量级。

*6. 简述雨对雷达电磁波衰减的主要特点。

1)单位降水强度的衰减系数K ’值除了与温度有关，还与波长有关；2）除波长λ=3.2cm 外，每一相同波长处不同谱型的K ’值很接近，没有因滴谱形式不同而出现很大差异；3）雨的衰减系数ktr 一般和降水强度I 近于成正比关系；4）λ=10cm 时，雨的衰减小到可以忽略，但K ’值随波长变小而很快增大，因此毫米波雷达一般不能用来测雨，而只用于测云；5）由于雨滴谱分布和降水强度经常是随空间变化的，故在雷达波束所经过的路径上每一段的衰减情况往往不相同。

雷达气象期末复习整理版(总18页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除雷达气象期末复习整理版雷达气象第一章第一节1 雷达的含义，雷达气象含义及其用处Radar ：通过无线电技术对目标物进行探测和定位，确定目标位置和强度的技术。

气象雷达：是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达，常称为“千里眼、顺风耳”。

雷达气象：利用气象雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。

雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。

2 气象雷达的特点气象雷达是雷达中的一个重要成员，探测的对象是覆盖整个地球的大气，不受季节、昼夜和天气条件的影响，能全天时、全天候工作，不受能见度，探测条件的影响。

采用大功率发射机、高增益天线、高灵敏接收机，可增加雷达威力，探测数百公里外的目标。

现代化的雷达机，与计算机技术结合，使其数据处理技术进一步提高，测定目标的精度更高。

3 我国雷达分布情况根据天气现象：沿海地区：暴雨台风多，S波段（5cm）为主内陆地区：一般性降水，C波段（10cm）为主电磁特性：暴雨，S波段穿透能力强，衰减小；一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强4 我国天气雷达的应用强对流天气的监测与预警：灾害性大风、冰雹和暴洪。

天气尺度和次天气尺度降水系统的监测。

应用：人工影响天气、降水测量、风的测量、数据同化。

第二节1 我国新一代雷达的组成部分----雷达的硬件系统新一代天气雷达系统的三个部分：（1）数据采集子系统（RDA）；定义：用户所使用雷达数据的采集系统。

功能：产生和发射电磁波，接收目标物对这些电磁波的散射能量，并形成数字化的基数据。

主要结构：①发射机RDA是取得雷达数据的第一步——发射电磁波信号。

RDA主要是由放大器来完成，产生高功率且非常稳定的电磁波信号。

稳定是非常重要的，产生的每个信号必须具有相同的初位相，以保证回波信号中的多普勒信息能够被提取。

1、测距、测方位的原理因为超高频无线电波在空间传播时具有等速、直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射现象，所以记录雷达脉冲波离开天线的时间t1和无线电脉冲波遇到物标反射回到天线的时间t2，则物标离天线的距离S=C(t2-t1)/2=C Δt／2因为超高频无线电波在空间的传播时直线的，所以，只要把天线做成定向天线，即只向一个方向发射，也只接收一个方向目标的回波，那么天线所指的方向就是物标的方向，如果天线旋转，依次向四周发射与接收，当在某个方向收到物标回波时，只需记下此时的天线方向就可知道物标的方向了。

2、驾驶员为提高雷达的测距精度应注意哪些事项①正确调节显示器控制面板上的各控钮，使回波饱满清晰②选择包含所测物标的合适量程，是物标回波显示于1／2-2／3量程处③活动距标应和回波正确重合，即距标圈内缘与回波前沿（内缘）相切3、驾驶员为提高雷达的测方位精度应注意哪些事项①正确调节各控钮，使回波饱满清晰②选择合适的量程，使物标显示于1／2-2／3量程区域，并注意选择图像稳定显示方式③使用电子方位线测物标时，应使其和物标回波边缘进行“同侧外缘”重合，以消除光点扩大效应，并进行水平波束宽度扩大效应的修正。

此外，应将电子方位线的方位读数和机械方位标尺读数进行校准4、天线极化形式有哪几种？他们对使用性能有何影响？水平极化天线：抗海浪干扰好、海面上的目标反射较好垂直极化天线：抗雨雪干扰性能较好圆极化天线：重要优点是能有效的减弱雨干扰反射波，此外，对圆对称的目标，其回波也将其减弱5、假回波的种类及如何消除①间接反射假回波：临时改变本船的航向②多次反射回波：适当降低增益③旁瓣回波：适当减小增益或使用“海浪抑制”④二次扫描回波：改变量程6、分别叙述“调谐”、“亮度”、“增益”旋钮的主要作用调谐：用来微调接收机本振频率，使本振频率与回波信号频率（即发射频率）之差为中频，从而使屏上回波图像最饱满、清晰。

亮度：调整扫描线的亮度增益：用来调整接收机中放放大量，以控制回波和杂波的减弱。

一、1、如果雷达系统的发射信号，本振电压，相参震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供，那么所有这些信号之间均保持相位相参性。

通常把这种系统称为全相参系统。

2、雷达是利用电磁波来测定并发现其他位置及其他相关信息。

3、雷达的距离分辨力取决于脉冲宽度，雷达的作用距离取决于信噪比，雷达平均发射功率与占空比有关。

4、相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达， 故有称为电子扫描雷达。

5、某雷达的发射频率为10GHZ ，发射脉冲重复频率为2000HZ ，发射脉冲宽度为2us ，发射峰值功率为650KW ，则该雷达的PRT=0.5ms ，发射机平均功率=2600W 。

6用。

发射状态时发射功率很大，很容易将接收机烧毁。

在发射状态时，收发开关削弱功率保护接收机。

在接收状态时，收发开关恢复正常状态，使回波信号及时进入接收机。

7、目标距离测量就是要精确测定收发延迟时间。

根据雷达发射信号的不同，测定延迟时间通常采用脉冲法，频率法，相位法。

8提高雷达距离的分辨力。

采用调制宽脉冲发射，以提高发射机平均功率，保证足够的最大作用距离，用脉冲压缩法获得窄脉冲，提高距离分辨力。

9、波束形成方法在雷达、声呐及通信系统中均有应用，有哪两种实现方法。

数字波速形成（DBF ）、自适应数字波速形成（ADBF ） 、合成孔径雷达是高分辨率成像的雷达。

11、电子对抗从频域上可分为射频对抗，光电对抗、声学三段。

12、干扰按照能量的来源分类为有源干扰、无源干扰、复合干扰。

P1213、按照干扰信号的作用原理分类，干扰分为遮盖性干扰、。

欺骗性干扰。

P1214、根据干扰信号的产生原理，雷达干扰的基本资源主要分为引导式、转发式、合成式。

P14 15、雷达对抗的主要技术特点是什么。

P4 （1）宽频带、大视场、复杂电磁信号环境； （2）瞬时信号检测、测量和快速、非匹配信号处理。

16、一类测频技术是直接在频域进行的，包括搜索频率窗、毗邻频率窗。

雷达气象复习1 多普勒天气雷达可获取的基数据有反射率因子、平均径向速度和速度谱宽。

2天气雷达一般分为X 波段、 C 波段、 S 波段，波长分别是3厘米、5厘米、10厘米3目前我国 CINRAD-SA降水模式中使用的体扫模式为VCP11、VCP21、VCP31。

其中VCP11通常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流单体有显著降水的情况下使用，晴空情况下使用VCP314目前我国 CINRAD-SA使用两种工作模式，即降水模式和晴空模式5我国新一代天气雷达的降水估测只使用最低的4个仰角：0.5°，1.5°，2.4°，3.4°，分别使用在50km以外，35-50km，20-35km和0-20km的距离范围内。

6我国新一代天气雷达系统主要由雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）、通讯线路。

7当波源和观测者做相对运动时，观测者接受到的频率和波源的频率不同，其频率变化量和相对运动速度大小有关，这种现象就叫做多普勒效应。

8天气雷达的局限性：波束中心的高度随距离增加而增加、波束宽度随距离的增加而展宽、静锥区的存在。

9获取雷达接收到的降水回波信号是降水粒子对雷达所发射电磁波的散射产生的，因此电磁波在降水粒子上的散射是天气雷达探测降水的基础。

10当雷达波长λ确定后，球形粒子的散射情况主要取决于粒子直径d 。

对于d<<λ的小球形粒子的散射，称为瑞利散射；d≈λ的大球形质点的散射称为米散射。

11反射率因子在瑞利散射条件下的定义：单位体积中降水粒子直径6次方的总和称为反射率因子，用Z表示，其常用单位为mm6/m3，即∑=单位体积6 iDZ12后向散射截面的定义：设有一理想的散射体，其截面为σ，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面σ就称为实际散射体的后向散射截面。

雷达气象学考试复习1.说明和解释冰雹回波的主要特点（10分）。

答：冰雹云回波特征：回波强度特别强（地域、月份、>50dBZ ）；回波顶高高（>10km ）；上升（旋转）气流特别强(也有强下沉气流，)。

PPI 上，1、有“V ”字形缺口，衰减。

2、钩状回波。

3、TBSS or 辉斑回波。

画图解释。

RHI 上：1、超级单体风暴中的穹窿（BWER ，∵上升气流）、回波墙和悬挂回波。

2、强回波高度高。

3、旁瓣回波。

画图解释。

4、辉斑回波。

5、在回波强中心的下游，有一个伸展达60-150km 甚至更远的砧状回波。

速度图上可以看到正负速度中心分布在径线的两侧，有螺旋结构。

有可能会出现速度模糊。

2.画出均匀西北风的VAD 图像从VAD 图像上可以获得环境风速和风向的信息，西北风的风向对应7/4π(315°)如图所示，零速度线是从45°—225°方位的一条直线（可配图说明）。

由此可绘出VAD 图像。

3.解释多普勒频移：多普勒频移：由于相对运动造成的频率变化设有一个运动目标相对于雷达的距离为r ，雷达波长为λ。

发射脉冲在雷达和目标之间的往返距离为2r ，用相位来度量为2π•2r/λ。

若发射脉冲的初始相位为φ0，则散射波的相位为φ=φ0+4πr/λ。

目标物沿径向移动时，相位随时间的变化率（角频率）44r d d r v d t d t ϕππλλ==另一方面，角频率与频率的关系2D d f d t ϕωπ==则多普勒频率与目标运动速度的关系fD=2vr/λ4.天线方向图：在极坐标中绘出的通过天线水平和垂直面上的能流密度的相对分布曲线图。

天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指的方向上。

反映了雷达波束的电磁场强度及其能流密度在空间的分布；曲线上各点与坐标原点的连线长度，代表该方向上相对能流密度大小。

图中能流密度最大方向上的波瓣称为主瓣，侧面的称为旁瓣，相反方向的称为尾瓣。

6、模拟式比相法瞬时测频接收机的优点是：电路简单，体积小，重量轻，运算速度快，能时时的显示被测信号频率。但其缺点是：测频范围小，精度低
7、（p31）信道化接收机的基本工作原理
8、信道化接收机存在的问题：矩形脉冲的频谱为辛克函数，既有主瓣又有旁瓣。一个强信号可能同时在几个信道中过检测门限，这种频谱扩展现象不仅会引起频率模糊，还会造成处理机过载。还存在第二个缺点，兔耳效应
为了清除由于雷达天线扫描等因素引起的信号幅度起伏对角度测量的影响，可以增加一个参考支路，它采用无方向性天线，对定向支路中的信号起伏进行对消处理。假设Fr（t），Fa（t）分别为侦察天线和雷达天线的扫描函数，A（t）为脉冲包络函数，则两支路收到的信号分别为Sa（t）=Fa（t）Fr（t）A（t）cosωt；Sb（t）=Fa（t）A（t）cosωt
17、对雷达旁瓣信号的侦察
一般雷达天线主瓣很窄，又处于空间搜索状态，侦察机接收到雷达天线主瓣的辐射信号概率很低，往往需要较长时间，通过提高侦察系统灵敏度，实现对雷达天线旁瓣信号的侦收。旁瓣侦察的作用距离为Rr=[PtGsaveGrλ²/（4π）²Prmin10°`]½Gsave是雷达天线的平均旁瓣增益。实现旁瓣侦察时，侦察接收机的灵敏度需要提高35-40dB
20、（p128）射频噪声干扰
窄带高斯过程称为射频噪声干扰，其包络函数Un（t）服从瑞利分布，相位函数服从[0，2π]均匀分布
雷达接收机示意图：
混频
射频输入
本振
干扰信号功率谱Gj（f）=
线性系统的频率响应Hi（f）=
中放输出的干扰信号仍为窄带高斯噪声，其功率谱：Gi（f）=
中放输出的干扰信号的包络Ui服从瑞利分布
9、（p33）信道化接收机的特点及应用（高截获概率的接收机）

名词解释方向性图：表示天线向外辐射电波能量方向性情况的图叫方向性图。

波束宽度：为了定量地表示天线辐射能量的定向程度，可以用方向性图上主波瓣最大辐射方向两侧，辐射能量为最大辐射能量一半的两个矢量之间的夹角的大小来表示，该角叫波束宽度。

天线增益：定向天线最大辐射方向上的功率密度和天线各向均匀辐射能量时同一距离上功率密度的比值。

线极化波：当这两种分量的相位相同时(或相差180°)，则合成电场为线极化且始终在同一平面，称为线极化波。

雷达截面：假设散射粒子向四周作球面波形式的各向同性散射，并以符号σ表示总散射功率与入射波能流密度之比，即雷达截面雷达反射率因子：单位体积中降水粒子直径6次方的总和。

分贝(dB) 晴空回波：雷达在大气中的无云区，或由不可能被探测到的很小粒子所组成的云区内探测到的回波称为晴空回波。

折射指数：真空中光速与空气中光速的比值。

等效地球半径：设想地球半径加大到某一数值Rm’时，使得Rm’为半径的球面上沿直线传播的超短波的最大探测距离和真实地球表回上沿折射曲线轨道传播的最大深测距离相同，则Rm’就称为等效地球半径。

等射束高度图：等射束高度图就是在一定折射条件下，测站四周出于地物阻挡，绘制出各个方向上、各种斜距下波束中心轴线能够到达的最低高度等值线图。

多普勒效应：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化。

多普勒两难：由于最大不模糊距离Rmax与脉冲从夫频率PRF成反比，而最大不模糊速度Vmax与脉冲重复频率成正比，因此不存在一个单一的脉冲重复频率PRF能够同时使Rmax与Vmax都比较大。

这通常称为“多普勒两难”。

最大不模糊速度：多普勒天气雷达能够测量的一个脉冲到下一个脉冲的最大相移的上限是1800（π），与1800脉冲对相移所对应的目标物径向速度值称为最大不模糊速度。

距离折叠：指雷达确定的目标物方位是正确的,但距离是错误(模糊)的。

当目标物位于雷达的最大不模糊距离（Rmax）之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们形象地称之为‘距离折叠’。

雷达气象学考试复习1.说明和解释冰雹回波的主要特点（10分）。

答：冰雹云回波特征：回波强度特别强（地域、月份、>50dBZ ）；回波顶高高（>10km ）；上升（旋转）气流特别强(也有强下沉气流，)。

PPI 上，1、有“V ”字形缺口，衰减。

2、钩状回波。

3、TBSS or 辉斑回波。

画图解释。

RHI 上：1、超级单体风暴中的穹窿（BWER ，∵上升气流）、回波墙和悬挂回波。

2、强回波高度高。

3、旁瓣回波。

画图解释。

4、辉斑回波。

5、在回波强中心的下游，有一个伸展达60-150km 甚至更远的砧状回波。

速度图上可以看到正负速度中心分布在径线的两侧，有螺旋结构。

有可能会出现速度模糊。

2.画出均匀西北风的VAD 图像从VAD 图像上可以获得环境风速和风向的信息，西北风的风向对应7/4π(315°)如图所示，零速度线是从45°—225°方位的一条直线（可配图说明）。

由此可绘出VAD 图像。

3.解释多普勒频移：多普勒频移：由于相对运动造成的频率变化设有一个运动目标相对于雷达的距离为r ，雷达波长为λ。

发射脉冲在雷达和目标之间的往返距离为2r ，用相位来度量为2π•2r/λ。

若发射脉冲的初始相位为φ0，则散射波的相位为φ=φ0+4πr/λ。

π/43π/4 7π/4方位角速度目标物沿径向移动时，相位随时间的变化率（角频率）44r d d r v d t d t ϕππλλ==另一方面，角频率与频率的关系2D d f d t ϕωπ==则多普勒频率与目标运动速度的关系fD=2vr/λ4.天线方向图：在极坐标中绘出的通过天线水平和垂直面上的能流密度的相对分布曲线图。

天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指的方向上。

反映了雷达波束的电磁场强度及其能流密度在空间的分布；曲线上各点与坐标原点的连线长度，代表该方向上相对能流密度大小。

图中能流密度最大方向上的波瓣称为主瓣，侧面的称为旁瓣，相反方向的称为尾瓣。

1、天气雷达工作原理天气雷达工作原理:定向地向空中发射电磁波列(探测脉冲)，然后接收被气象目标散射回来的电磁波列（回波信号），并在荧光屏上显示出来，从而确定气象目标物的位置和特性雷达的测距原理：雷达根据从开始发射无线电波到接收到目标物回波的时间间隔，来测定目标与雷达之间的距离3、雷达主要组成:RDA:雷达数据采集系统、RPG:雷达产品生成子系统、PUP:主用户处理系统①定时器:定时器是雷达的“指挥中心”它实际上是一个频率稳定的脉冲信号发生器。

定时器每隔一定的时间间隔发出一个脉冲信号，它触发发射机，使发射机定时地产生强大的高频振荡脉冲并使阴极射线管同时开始作时间扫描②发射机:在定时器的控制下,发射机每隔一定的时间产生一个很强的高频脉冲,通过天线发射出去③天线传动装置: 天线传动装置主要包括两个部分，一部分是天线的转动系统，一部分是同步系统。

天线转动系统的作用是：（1）使天线绕垂直轴转动，以便探测平面上的降水分布，或漏斗面上降水、云的分布；（2）使天线在某一方位上作上下俯仰，以便探测云和降水的垂直结构和演变。

天线同步系统（也叫伺服系统）的作用是：使阴极射线管上不同时刻时间扫描基线的方位、仰角和相应时间天线所指的方位、仰角一致（即同步），从而使雷达荧光屏上出现的目标标志（用亮点或垂直偏移表示）的方位、仰角就是目标相对于雷达的实际方位、仰角④天线转换开关: 因为雷达发射和接受的都是持续时间极短（微秒量级）、间歇时间很长（千微秒量级）的高频脉冲波，这就有可能使发射和接收共用一根天线。

天线转换开关的作用是：在发射机工作时，天线只和发射机接通，使发射机产生的巨大能量不能直接进入接收机，从而避免损坏接收机；当发射机停止工作时，天线立即和接收机接通，微弱的回波信号只进入接收机⑤接收机:雷达接收机的作用是将天线接收回来的微弱回波信号放大并变换成足够强的视频信号送往显示器产生回波标志⑥雷达天线:雷达天线的作用是定向地辐射高频脉冲波和接收来自该方向的回波。

1、多普勒天气雷达构成及功能：雷达数据采集系统（RDA ）、雷达产品生成器（RPG ）、主要用户终端（PUP ）RDA ：发射脉冲电磁波，接受回波并对回波信号进行处理，最终形成基数据。

RPG ：主要功能有两个，一是作为整个雷达的控制中心，另一个是具有一系列的算法，当接到来自PUP 的请求后，生成相应的产品，然后传给PUP 。

PUP ：申请适当的产品，当RPG 根据PUP 的申请产生并传给PUP 相应的产品后，PUP 可以以图像、图形方式显示这些产品，对图像进行各种处理，为天气预报特别是强对流天气预报提供指导和参考。

2、影响雷达数据质量的三个主要因素及其在反射率因子和速度图上的特征。

影响雷达数据质量的三个主要因素：地物杂波、距离折叠、速度模糊地物杂波：有较高的反射率因子，径向速度接近0.距离折叠：反射率产品中的距离折叠数据的显示往往具有狭长的外形，通常靠近雷达； 速度模糊：4、距离折叠以及去距离折叠？1)距离折叠：目标物位于r max 之外时，雷达却把它显示在r max 以内的某个位置。

它是雷达对产生雷达回波的目标物位置的一种辨认错误。

所显示的回波位置的方位角是正确的但距离是错误的。

2)去距离折叠：距离去折叠算法也在 RDA 上运行，它可以提供在最大不模糊距离以外距离处的精确的速度和谱宽数据。

5、多普勒雷达如何应对多普勒两难：由于最大不模糊距离r max 与脉冲重复频率PRF 成反比，而最大不模糊速度V max 与脉冲重复频率PRF 成正比，因此不存在一个单一的脉冲重复频率PRF 能够同时使r max 和V max 都比较大，这通常称为“多普勒两难”。

因此，多普勒天气雷达使用不同的脉冲重复频率PRF 测量反射率因子和速度数据，用低PRF 测得反射率因子，用高PRF 测速度。

6、在多普勒雷达图像上，零度层亮带及形成机理？ 层状云降水或层状积云混合降水反射率因子回波存在一个“零度层亮带”，即反射率因子较高的环形区域所在高度在0℃等温层附近。

雷达知识点总结口诀一、雷达基础知识1. 雷达由天线、发射/接收器、处理设备组成2. 发射的雷达波反射在目标上，接收后进行信号处理3. 雷达可以探测目标的距离、方向和速度4. 雷达常用的频段包括X波段、Ku波段、Ka波段等二、雷达工作原理1. 发射端发射雷达波，遇到目标反射回来2. 接收端接收反射信号，并进行处理3. 通过处理可以确定目标的位置、速度和性质4. 雷达波在空气中传播速度快，可以在短时间内获得目标信息三、雷达探测目标1. 雷达可以通过测量返回信号的时间来求解目标与雷达的距离2. 通过探测目标的多次位置变化可以确定目标的速度3. 雷达可以通过脉冲状波、连续波和脉冲多普勒等技术来识别目标4. 雷达可以分为二维雷达和三维雷达，分别可以获取目标的距离和方向以及高度信息四、雷达应用领域1. 军事领域：用于探测敌方飞机、舰船和导弹2. 气象领域：用于探测气象条件和气候变化3. 交通领域：用于飞机、船舶和车辆导航和碰撞预警4. 地质勘探领域：用于勘探地下资源和地质条件五、雷达系统的性能参数1. 探测能力：用于衡量雷达对目标探测的能力2. 定位精度：用于衡量雷达对目标位置测量的准确性3. 信噪比：用于衡量雷达接收信号的清晰度和稳定性4. 工作距离：用于衡量雷达最大工作距离六、雷达系统的优化1. 天线设计：优化天线结构可以提高雷达灵敏度和分辨率2. 信号处理：优化信号处理算法可以提高雷达的探测精度3. 发射功率：增加雷达的发射功率可以提高工作距离和穿透能力4. 频率选择：选择合适的频率可以提高对不同目标的探测性能七、雷达的发展方向1. 多普勒雷达：用于探测目标的速度和运动状态2. 目标识别雷达：用于识别目标的类型和特征3. 三维雷达：用于获取目标的高度信息4. 合成孔径雷达：用于提高雷达对地面目标的分辨能力八、雷达常见故障及处理方法1. 天线故障：检查天线结构和调整天线方向2. 信号处理故障：检查接收器和处理设备的连接和设置3. 发射故障：检查发射器的状态和发射功率4. 系统故障：检查雷达系统的连接和通讯状况总结口诀：雷达探测目标速度距离，多普勒频率增强识别。

总噪声
1.简述现代雷达的发展趋势。（15分） A采用先进的组网技术，组网中的米波雷达是有良好的反隐身能力。 B超视距后向散射雷达：探测距离远，覆盖面积大 C双/多基地雷达：可实现探测的空间分集 D机械旋转探测向电子探测发展 F相控阵雷达连续出现，不仅用于战略也用于战术雷达 E高机动雷达适度发展 G低截获概率雷达是主动雷达的发展方向 2.现代雷达的隐身和反隐身技术有哪些？ （10分） 现代雷达的隐身技术：A 降低飞行棋反身的RSC（雷达有效反射面）B 采用吸波材料 C 超低空飞行 反隐身技术：A超视距后向散射雷达 B极宽频带雷达 C采用双/多基地雷达 D采用组网技术F无载波雷达 3.什么是双/多基地雷达系统？与单基地雷达系统相比，双/多基地雷达系统的优缺点是什么？ （15分） 双/多基地雷达系统是由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机组成的统一的雷达系统。 优点：在抗后向有源干扰和抗反辐射方面有明显优势。可以监视探测的空间分集，以此来发现隐身飞行器。 缺点：不同的测量坐标系和技术实现的复杂性 时间和频率的同步需要从发射站提供基层传送到接收机 空间同步要保证一时刻收发天线波来覆盖同一空域
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1 请简述要提高雷达的探测距离，有哪些方法？(第三章)（分别从发射机、接收机和天 线角度进行说明） 发射机角度：A提高峰峰值功率B提高脉冲宽度C减少脉冲重复频率D提高占空比F增大 脉冲重复周期 接收机角度：A提高灵敏度B较少噪声电平C使接收机有足够的增益D减小识别系数F减 小带宽E降低噪声系数 天线角度：A增大天线尺寸B减小波束宽度C提高天线高度D增加天线发射仰角 2 什么是雷达接收机的灵敏度和噪声系数，并阐述其物理意义。 灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力，用最小’可检测信号功率Simin 表示。目前， 超外差式雷达接收机的Simin＝-120～-140dBw，保证这个灵敏所需接收机的增益 gain =120～160dB ，主要由中频放大器来完成。 噪声系数：接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值 3 接收机的噪声系数主要取决于接收机的前几级还是后几级？为什么？要使接收机的总 噪声系数Fo减小，需减小Fi，增大Gi，而各级内部噪声的影响并不一样，级数越靠前， 对Fo影响越大，所以Fo 取决于最前几级，所以接收机要采用高增益低噪声高放。

航空雷达原理复习题及答案一、选择题1. 雷达的基本功能是什么？A. 导航B. 通信C. 探测与跟踪D. 以上都是答案：C2. 雷达的工作原理基于什么物理现象？A. 电磁波的反射B. 声波的传播C. 光的折射D. 热的传导答案：A3. 下列哪项不是雷达的主要组成部分？A. 发射机B. 天线C. 接收机D. 显示器答案：D4. 脉冲雷达的工作原理是什么？A. 连续发射电磁波B. 间歇性发射电磁波C. 同时发射和接收电磁波D. 只接收不发射电磁波答案：B5. 雷达的频率带宽与什么有关？A. 雷达的分辨率B. 雷达的探测距离C. 雷达的功率D. 雷达的天线尺寸答案：A二、填空题6. 雷达的________是用来发射和接收电磁波的装置。

答案：天线7. 雷达的________是雷达系统的核心，负责产生雷达信号。

答案：发射机8. 雷达的________是雷达系统的关键部件，用于接收反射回来的电磁波。

答案：接收机9. 雷达的________是用于显示雷达信号的设备。

答案：显示器10. 雷达的________是雷达能够探测到目标的最大距离。

答案：作用距离三、简答题11. 简述雷达的基本工作流程。

答案：雷达的基本工作流程包括发射机发射电磁波信号，天线将信号发射出去，目标物体反射电磁波，接收机接收反射信号，最后通过显示器显示目标信息。

12. 解释多普勒效应在雷达中的应用。

答案：多普勒效应是指波的频率随着波源和观察者相对运动状态的改变而改变。

在雷达中，多普勒效应用于测量目标物体的速度，当目标物体向雷达移动时，反射回来的电磁波频率会增高；当目标物体远离雷达时，反射回来的电磁波频率会降低。

四、计算题13. 如果雷达发射的电磁波频率为3GHz，求其波长。

答案：电磁波的波长可以通过公式 \( \lambda = \frac{c}{f} \) 计算，其中 \( c \) 是光速（大约 \( 3 \times 10^8 \) m/s），\( f \) 是频率。

1．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。

对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。

对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。

2．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。

3．新一代天气雷达观测采用的是时。

计时方法采用24小时制，计时精度为秒。

4．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（）、（）和（旋转）等特征。

5．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化的6．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF 测（速度）。

7．在强回波离雷达（较近）时，有可能产生旁瓣造成虚假回波.8．降水粒子的后向散射截面是随粒子尺度增大而（）。

9．Ze的物理意义是（所有粒子直径的６次方之和）。

10．在雷莱散射时，散射截面Qs比后向散射截面 （小）。

11．大水滴的后向散射截面总比小水滴的后向散射截面（大很多）。

12．在50km以外，我国新一带天气雷达的降水估测使用的仰角是0.5度。

13．对于靠近雷达的强对流回波，应尽量用（抬高）仰角。

14．反射率因子的大小反映了气象目标内部降水粒子的（尺度）和（数密度），常用来表示气象目标的强度。

15．单位体积中云雨粒子后向散射截面的总和，称为气象目标的（反射率）。

16．多普勒天气雷达的应用领域主要在于对灾害性天气的监测和预警。

还可以进行较大范围的降水定量估测，获取降水和降水运体的风场结构，改善高分辨率数值天气预报模式的（初值场）。

17．新一代天气雷达回波顶高产品中的回波顶高度（小于云顶高度）。

18．雷达探测到的任意目标的空间位置可根据仰角）、（方位角）、（斜距）求得。

19．在大气基本满足水平均匀并且雷达周围有降水的条件下，通过分析某一个仰角扫过的圆锥面内径向速度的分布，可以大致判断雷达上空大尺度的（风向、风速）随高度变化的情况。

第一章 作业1。

简述“雷达”一词的来源，其最初的作用是什么？现代雷达的任务是什么？ 教材参考：P1雷达（Radar ）源于Radio Detection and Ranging 的缩写。

最初作用为无线电探测和测距或无线电定位。

即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。

现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位、和仰角，而且包括测量目标的速度，以及从目标回波中获得目标的尺寸和形状、目标的对称性、目标的表面粗糙度以及介电特性等信息。

2。

简述雷达工作的基本原理。

教材参考：P2雷达基本组成框图：1、由雷达发射机产生的电磁能，经收发开关后传输给天线，再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。

2、电磁能在大气中以光速(3×108 m/s)传播，如果目标恰位于定向天线的波束内，则它将截取部分电磁能。

3、目标将被截取的电磁能向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。

雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后，就经传输线和收发开关反馈给接收机。

4、接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息，并将结果送至终端显示。

3。

简述雷达目标斜距、角位置、相对速度测量的基本原理。

教材参考：P2-3(1) 目标斜距的测量：雷达发射机经天线向空间发射高频脉冲，如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。

由于已知电磁波传播速度，目标斜距的测量可以通过测量回波脉冲与发射脉冲的时间间隔了实现。

R=CTr/2，R 为目标的距离，c 为电磁波传播速度，tr 为回波脉冲与发射脉冲之间的时间间隔。

(2) 目标角位置的测量：目标角位置指方位角或仰角，角位置都是利用天线的方向性来实现的。

雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线波束轴对准目标时，回波信号最强。

根据接收回波最强时的天线波束指向，就可确定目标的方向，这就是角坐标测量的基本原理。

(3) 相对速度的测量：当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移（称为多卜勒频移），当目标向着雷达站运动时V r ＞0，反之V r ＜0。