雷达原理及系统复习

测雨——厘米波雷达（微波雷达） ? 测云——毫米波雷达 ? 测风——风廓线雷达 ? 测气溶胶——激光雷达? 测温——声雷达 气象雷达的分类（1）按照工作原理：常规天气雷达，多普勒天气雷达，偏振天气雷达，等。

（2）按照雷达工作波段：X 波段，C 波段，S 波段，L 波段，Ka 波段，等。

!（3）按照安装平台：固定式，车载移动式，船载式，机载式，星载式，等。

天线方向：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。

天线增益：辐射总功率相同时，定向天线在最大辐射方向上的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比。

G=10*lg （S 定向/S 各项均匀） 新一代天气雷达系统结构概述构成：发射机，天线，接收机和信号处理器。

?主要功能：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基数据。

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 ）散射现象：当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时，入射的电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波，称为散射现象。

—散射过程：入射电磁波使粒子极化，正负电荷中心产生偏移而构成电偶极子或多极子，并在电磁波激发下作受迫振动，向外界辐射电磁波，就是散射波。

单个球形粒子的散射定义无量纲尺度参数：α=2πr/λ当α<<1时：Rayleigh 散射，也称分子散射。

如空气分子对可见光的散射。

当<α<50：Mie 散射。

如大气中的云滴对可见光的散射。

当α>50：几何光学：折射。

如大雨滴对可见光的折射、反射，彩虹等光现象。

思考：对于3cm 和10cm 雷达遇到半径0.1cm 的雨滴发生哪种散射瑞利散射：方向函数的具体形式：当雷达波是平面偏振波时，瑞利散射在球坐标中的 !方向函数为：()()ϕϕθλπϕθβ222222464sin cos cos 2116,++-=m m r当入射雷达波长一定，散射粒子的大小和相态一定（即r 、m 为常数），则:()()ϕϕθϕθβ222sin cos cos ,+=C米散射：单个球形粒子的散射Rayleigh 散射与Mie 散射不同点：Rayleigh ：前后向散射相等，侧向散射为零。

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。

雷达系统工作原理
雷达系统工作原理主要包括脉冲雷达和连续波雷达两种类型。

这两种雷达系统在原理上有一些不同，但都是通过向目标发射微波信号并接收回波来实现目标检测和跟踪的。

脉冲雷达系统利用脉冲信号的特性来进行测量。

它通过向目标发送短暂的高功率脉冲微波信号，然后等待接收目标反射回来的回波信号。

脉冲雷达通过测量回波的时间延迟来计算目标离雷达的距离。

由于脉冲雷达系统的工作原理是基于发送和接收之间的时间差，所以它对目标距离的测量精度相对较高。

连续波雷达系统则是通过连续地发射和接收微波信号来实现目标探测和跟踪的。

它向目标发送一定频率的持续微波信号，并接收目标反射回来的信号。

连续波雷达通过测量接收到的信号的频率变化来计算目标的速度。

由于连续波雷达系统的工作原理是基于信号频率的变化，所以它对目标速度的测量精度相对较高。

不论是脉冲雷达还是连续波雷达，雷达系统都需要利用天线来发射和接收微波信号。

雷达系统会向天空或水平面发射微波信号，并接收由目标反射回来的信号。

接收回波信号经过放大、滤波等信号处理后，会对信号进行分析和解调，从而得到目标的距离、速度、方位等信息。

总而言之，雷达系统工作的主要原理是利用发射和接收微波信号来探测目标并获取目标信息。

无论是脉冲雷达还是连续波雷达，它们都通过测量回波的时间延迟和频率变化来计算目标的
距离和速度。

雷达系统广泛应用于军事、航空、气象等领域，发挥着重要的作用。

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ρr=cτ2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，以与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 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。

魏青雷达原理-回复雷达原理是指利用电磁波的特性来探测和测量目标物体位置与速度的一种技术。

在这篇文章中，我们将会逐步介绍雷达原理，从最基本的概念到具体的工作原理和应用。

首先，让我们来了解一下雷达的基本概念。

雷达是由“Radio Detection And Ranging”（无线电探测与测距）这几个单词的首字母组成的缩写。

雷达系统通常由三个基本组件组成：天线、发射器和接收器。

天线用于发射和接收电磁波，发射器则产生电磁波并发送给目标物体，而接收器则接收目标物体反射回来的电磁波。

雷达工作的基本原理是利用电磁波在空间中传播的特性。

电磁波是由电场和磁场交替振荡而成，可分为不同波长的频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光等。

在雷达系统中主要使用微波和无线电波。

当电磁波遇到物体时，一部分电磁波会被物体吸收、散射或反射。

雷达系统利用接收到的反射波信息来判断目标物体的位置、形状、速度等参数。

下面，我们来详细了解雷达系统的工作原理。

首先，雷达系统通过发射器发射一束电磁波，这束电磁波被称为脉冲。

发射脉冲的频率和功率取决于具体的应用场景和要求。

发射的脉冲电磁波会以近乎光速的速度在空间中传播，同时也会被目标物体吸收、散射或反射。

接下来，雷达系统通过天线接收到目标物体反射回来的电磁波。

天线接收到的电磁波信号会经过放大器放大后传输到接收器中进行处理。

接收器通过解调和滤波，将信号分离为目标信号和杂波信号。

目标信号是目标物体反射回来的电磁波信号，而杂波信号则包括天气、地形等其他干扰信号。

接收信号经过处理后，雷达系统可以通过测量信号的时间延迟来计算目标物体与雷达系统之间的距离。

这是利用电磁波在空间中传播速度恒定的特性来实现的。

雷达系统根据发射脉冲信号和接收到的目标物体反射波信号之间的时间差来计算距离。

通过测量连续的脉冲信号，雷达系统还可以获得目标物体的速度信息。

最后，让我们来看一些雷达系统的应用。

雷达技术在许多领域都得到了广泛应用。

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’。

雷达原理试题雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的设备，广泛应用于军事、航空、航海、气象等领域。

雷达的工作原理涉及到电磁波的传播、回波信号的接收和处理等方面，下面我们来看一些关于雷达原理的试题。

1. 什么是雷达的发射原理？雷达发射原理是指雷达通过发射天线向目标发送一定频率的无线电波，这些无线电波在空间中传播，当遇到目标时一部分被目标反射回来，雷达接收到这些回波信号并进行处理，通过分析回波信号的特性来确定目标的位置、速度等信息。

2. 雷达的回波信号是如何形成的？当雷达发射的无线电波遇到目标时，会产生回波信号。

这是因为目标表面的电磁波反射特性导致一部分电磁波被反射回来。

回波信号的形成受到目标的形状、材料、入射角等因素的影响，不同的目标会产生不同特性的回波信号。

3. 雷达的接收原理是什么？雷达的接收原理是指雷达接收天线接收到目标反射回来的回波信号，并将其转化为电信号。

接收天线接收到的回波信号强度很微弱，需要经过放大、滤波等处理才能得到有效的信息。

接收到的信号经过处理后，可以得到目标的位置、距离、速度等信息。

4. 什么是雷达的工作模式？雷达的工作模式包括连续波雷达和脉冲雷达两种。

连续波雷达是指雷达发射连续的无线电波，通过接收回波信号的频率变化来得到目标的速度信息；脉冲雷达是指雷达以脉冲的形式发射无线电波，通过测量回波信号的往返时间来计算目标的距离。

5. 雷达的工作频率对其性能有何影响？雷达的工作频率对其性能有很大影响。

工作频率越高，雷达的分辨率越高，但穿透能力越差；工作频率越低，雷达的穿透能力越强，但分辨率越低。

因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的工作频率。

6. 雷达的天线对其性能有何影响？雷达的天线类型和性能直接关系到雷达的探测距离、角度分辨率等性能。

不同类型的天线有不同的辐射特性，如方向性、波束宽度等。

合理选择和设计天线是提高雷达性能的重要因素之一。

7. 雷达的信号处理在雷达系统中起到什么作用？雷达接收到的回波信号经过信号处理后才能得到有用的信息。

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。

多普勒天气雷达复习提要一、多普勒天气雷达探测基本原理（一）多普勒天气雷达主要参数天气雷达发射脉冲形式的电磁波，当电磁脉冲遇到降水物质（雨滴、雪花和冰雹等）时，大部分能量继续前进，而少部分能量被降水物质向四面八方散射，其中向后散射的能量回到雷达天线，被雷达所接收。

根据雷达接收的降水系统回波特征可以判别降水系统的特性(降水强弱、有无冰雹、龙卷和大风等)。

多普勒天气雷达除了测量雷达的回波强度外，还测量降水目标物沿雷达径向的运动速度和速度脉动程度。

1、波长：是雷达发射的电磁波波长。

天气雷达的波长通常为10公分、5公分、3公分三种，分别称为S波段、C波段、X波段。

2、脉冲重复频率PRF天气雷达间歇地发射脉冲形式的电磁波，每秒钟发射脉冲的个数称为脉冲重复频率（PRF）。

两个相继脉冲之间的时间间隔称为脉冲重复周期（PRT）,他等于脉冲重复频率的倒数。

3、脉冲持续时间和脉冲长度天气雷达脉冲持续时间一般为一到几个微米左右。

假设某部天气雷达的相继脉冲之间的间隔为1000微秒，其脉冲持续时间为2微秒左右，则剩余的998微秒是雷达接收来自目标物回波的时间。

发射脉冲的持续时间确定了脉冲在空间的长度。

例如CINRAD-SA型多普雷天气雷达的窄脉冲持续时间为1.57微秒，脉冲在空间的长度约为500m。

4、波束宽度雷达发射的能量主要集中在主瓣内(图2.8a)，其中主瓣内两个半功率点（及该处功率为最大的一半）之间角度大小称为波束宽度。

在垂直方向的波束宽度用θ表示，在水平方向的波束宽度用φ表示。

我国多普勒天气雷达的波束宽度大多为1°左右。

5、有效照射深度和有效照射体积雷达发出的脉冲具有一定的持续时间τ，在空间的电磁波列就有一定的长度h=τc。

位于波束宽度和波束长度范围内的所有粒子都可以同时被雷达波束所照射。

但是其中所有粒子产生的回波并不是都能同时回到雷达天线。

在径向方向上，粒子的回波信号能同时返回雷达天线的空间长度为h/2，称为雷达的有效照射深度。

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。

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。