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第十四章多普勒天气雷达知识第一节引言RADAR（Radio Detection and Ranging）是一个利用电磁波进行探测、定位的仪器。
最早用于军事目的，后来在气象部门也逐渐得到使用。
它具有准确、客观和实时的特点。
近年来，多普勒雷达的技术也逐渐成熟，它除了保持常规天气雷达的特点外，还通过计算频率（相位）的变化，提取风场的一些特征，因而更具有使用价值。
我国新一代天气雷达建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪气象现代化工程。
我国新一代天气雷达组网的目标和原则是：在我国东部沿海和多强降水地区和四川盆地的大部分地区，布设S波段（波长10cm）新一代天气雷达；在我国强对流天气发生和活动比较频繁、经济比较发达的中部地区，布设C波段（波长5cm）新一代天气雷达；其它地区，即我国第一地形阶梯地域的青、新、藏等流域暂不布设全国组网的站点；但省（区）会所在地和重要地区根据气象服务工作的需要和可能，按统一业务布点要求设置新一代C波段天气雷达，作为局地监测和服务使用。
计划在全国部署158部新一代天气雷达。
图14-1为其中的126部的站点示意图。
截止到2005年5月份为止，已布设80余部新一代天气雷达。
图14－1我国新一代天气雷达网站新一代天气雷达将全部选用Ｓ和Ｃ两种波段，选取全相干体制，其主要探测和测量对象，包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、融化层等，并具备一定的晴空回波的探测能力。
第二节多普勒天气雷达的基本工作原理粒子对电磁波作用的两种基本形式是散射和吸收。
气象目标对雷达电磁波的散射作用是雷达探测大气的基础。
当天气雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波）时，它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播，在传播的路径上，若遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。
粒子产生散射的原因是：粒子在入射电磁波的作用下被极化，感应出复杂的电荷分布和电流分布，它们也要以同样的频率发生变化，这种高频率变化的电荷分布和电流分布向外辐射的电磁波，就是散射波。
多普勒雷达原理多普勒雷达是一种利用多普勒效应进行目标探测与测速的雷达系统。
它基于多普勒效应的原理，通过测量目标相对于雷达的速度变化，实现对目标的探测和跟踪。
本文将介绍多普勒雷达的原理以及其在实际应用中的作用。
一、多普勒效应的基本原理多普勒效应是由奥地利物理学家克里斯托夫·多普勒于1842年发现的。
它描述的是当发射器和接收器相对于运动的目标靠近或远离时，频率会发生变化的现象。
在雷达系统中，这种频率变化可以用来确定目标运动的速度。
当雷达向目标发送电磁波时，如果目标与雷达靠近，接收器收到的回波会发生频率上升的变化。
反之，如果目标与雷达远离，则回波的频率会下降。
这种频率变化被称为多普勒频移，它与目标的速度成正比。
二、多普勒雷达的工作原理多普勒雷达的基本工作原理是利用多普勒效应测量目标的速度。
它通过发射器发送高频的电磁波，并接收目标回波的信号。
接收到的信号经过信号处理后，可以得到目标相对于雷达的速度信息。
具体而言，多普勒雷达系统包括一个发射器和一个接收器。
发射器发射高频的连续波或脉冲波，这些波在空间中以一定的速度传播。
当波与运动的目标相遇时，发生回波。
接收器接收到回波信号后，通过频率分析等方法，提取出其中的多普勒频移。
多普勒频移的大小与目标相对于雷达的速度成正比。
根据多普勒频移的大小可以确定目标的运动状态，包括向雷达靠近或远离以及速度大小等信息。
这些信息对于目标的跟踪、识别和定位非常重要。
三、多普勒雷达在实际应用中的作用多普勒雷达在许多领域都有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 气象雷达：多普勒雷达被广泛用于天气预报中的降水预测和风暴跟踪。
通过测量降水物体的速度和方向，可以预测降水的类型和强度，并及时发出预警，保护人们的生命和财产安全。
2. 空中交通管制：多普勒雷达可以用于监测飞机的速度、航向和高度，为航空机构提供实时的飞行信息。
这些信息对于空中交通管制的安全和效率非常重要。
3. 汽车雷达：多普勒雷达广泛应用于汽车领域的自动驾驶和智能安全系统中。
多普勒雷达技术及其应用一、引言多普勒雷达技术是一种利用声波的回波来测量目标的速度的识别技术。
它已经被广泛应用于气象、交通、国防、环保、地震、钻探等领域。
本文将对多普勒雷达技术的原理、构成、应用进行系统介绍。
二、多普勒效应原理多普勒效应指的是一种物理现象，当发射器和接收器在相对运动时，回波的频率会因为目标的运动速度而发生变化。
这种现象被称为多普勒效应。
其实现原理在于目标的速度会改变回波的相位和频率，从而使回波波长发生变化。
三、多普勒雷达技术构成多普勒雷达技术主要包括发射机、天线、接收机、信号处理系统、控制系统等。
其中发射机和接收机都是由内部谐振器驱动，通过放大器进行功率放大，天线则负责将电磁波通过空气向目标传输和接收返回波信号。
信号处理系统则负责处理这些波信号的反射和散射。
控制系统则负责控制整个系统的运行，以及收集信息和进行处理和分析。
四、多普勒雷达技术应用利用多普勒雷达技术，可以对雷暴云的运动状态、内部结构、强度、水汽含量等进行预报和研究，对于气象行业来说，这种技术的应用十分重要。
多普勒雷达技术在气象预警、天气预报、暴雨监测等方面得到了广泛应用。
（二）航空领域在无人机、小型飞机、飞行器等航空器的航行和控制中，多普勒雷达技术可以提供精确的速度、风速、空气密度、高度等信息，以帮助飞行人员进行精细化的控制和管理。
多普勒雷达还可以被用来检测航空器的状况和维修需求。
（三）交通领域在交通领域，多普勒雷达可以帮助交通管理部门监测车辆的速度和密度，进行交通拥堵的预测和管理。
多普勒雷达系统还可以被集成到交通信号灯中，以帮助行人和汽车在道路上的方向和速度。
（四）国防领域在国防领域，多普勒雷达技术可以被用来进行侦察、监测、探测和指引导弹、炮弹、卫星等的轨道和目标。
多普勒雷达技术在常规和太空战争中都扮演着重要角色。
多普勒雷达技术还可以用来监测地震活动和地质灾害发生的位置和时间情况，以便对相关地区进行预防和应急处理。
该技术可以通过检测地下的地表运动，测得地震波的传播速度和传播方向，从而准确判断地震活动的强度和方向。
多普勒导航系统的原理及其在航空领域的应用院(系)、部：学生姓名：指导教师：专业：班级：摘要所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
最常见的实例就是火车通过时的汽笛声：当火车接近时笛声音调升高；而当火车远离时音调降低。
音调的变化就是因为声源的运动使每秒钟撞击在耳膜上的声波数目改变了。
因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。
脉冲多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。
利用多普勒效应实现无线电导航的机载系统，它由脉冲多普勒雷达、航向姿态系统、导航计算机和控制显示器等组成。
多普勒雷达测得的飞机速度信号与航向姿态系统测得的飞机航向、俯仰、滚转信号一并送入导航计算机，计算出飞机的地速矢量并对地速进行连续积分等运算，得出飞机当时的位置。
利用这个位置信号进行航线等计算，实现对飞机的引导。
关键词：多普勒效应、机载脉冲多普勒雷达、多普勒导航系统、地速、偏流角目录第一章引言 (4)第二章多普勒导航系统工作的理论基础………………（5～9）2.1辐射源朝接收点作径向运动时的多普勒效应2.2辐射源朝偏离接收点方向运动时的多普勒效应2.3辐射源与接收点皆处于A点，而B点为反射点第三章多普勒导航系统的应用…………………………（9～14） 3.1 多普勒在机载雷达上的应用3.2 多普勒在其他领域的应用3.3 多普勒导航系统的发展趋势及面临的问题结束语 (15)参考文献 (16)附件 (17)第一章引言无线电导航是研究用无线电方法确定舰船，飞机，导弹，卫星，宇宙飞行器等目标的方向、速度、距离和位置，并引导他们沿预定航线运动到目的地的一门科学。
目前已在国民经济中广泛应用，在军事上也具有重要价值。
近半个世纪来，特别是第二次世界大战后，超音速飞机、核动力潜艇、远洋运输船队及各种航天器的出现，对导航提出了更高的要求。
多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。
所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应.脉冲多普勒雷达是利用多普勒效应制成的雷达。
它的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。
根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。
同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。
所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。
多普勒雷达测量运动物体的速度和距离多普勒雷达（Doppler Radar）是一种广泛应用于气象、交通和军事等领域的测量工具，它能够准确地测量运动物体的速度和距离。
多普勒雷达是基于多普勒效应原理工作的，通过分析接收到的雷达信号的频率变化，可以推断出运动物体的速度和距离信息。
下面将详细介绍多普勒雷达的工作原理和应用。
一、多普勒效应原理多普勒效应是物理学中一个重要的知识点，它描述了当波源和观察者相对运动时，波的频率会发生变化。
在多普勒雷达中，信号源是发射出的电磁波，而运动物体则充当了观察者的角色。
当运动物体靠近或远离雷达设备时，接收到的信号的频率会发生变化。
如果物体靠近，接收到的频率将会比原始频率高；而如果物体远离，接收到的频率将低于原始频率。
利用这一原理，我们可以通过分析信号频率的变化来计算物体的速度和距离。
二、多普勒雷达的工作原理多普勒雷达的工作原理可以分为发射和接收两个过程。
首先，雷达设备会发射一束电磁波束，这个波束会经过天线发射出去。
当波束遇到物体时，部分电磁波会被物体吸收、散射或反射。
这些散射回来的电磁波会再次经过雷达天线接收。
接收到的信号被送入雷达系统进行分析。
在分析过程中，系统会比较接收到的信号的频率和发射信号的频率之间的差异。
如果接收到的信号的频率比发射信号的频率高，那么说明物体正在向雷达设备靠近；反之，如果接收到的频率低于原始频率，说明物体正在远离。
通过计算频率差异和已知的发射频率，我们可以得到物体的速度信息。
此外，多普勒雷达还可以根据信号的往返时间来计算物体与雷达设备的距离。
通过测量信号发射和接收之间的时间间隔，并结合电磁波在空气中的传播速度，可以得到运动物体的距离。
三、多普勒雷达的应用多普勒雷达在不同领域有着广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：1. 气象雷达：气象部门使用多普勒雷达来观测和预测天气状况，如降水、风暴和雷暴等。
通过测量降雨颗粒的运动速度和方向，可以对降雨区域进行精确的监测和预警。
