气象雷达用于隐身飞行器探测

《气象雷达用于隐身飞行器探测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、气象雷达meteorologicalradar基本概况工作在30～3000MHz频段的气象多普勒雷达。一般具有很高的探测灵敏度。因探测高度范围可达1～100公里(Su27最大升限18km)，所以又称为中层-平流层-对流层雷达(MSTradar)。它主要用于探测晴空大气的风、大气湍流和大气稳定度等大气动力学参数的铅直分布。气象雷达使用的无线电波长范围很宽，从1厘米到1000厘米。它们常被划分成不同的波段，以表示雷达的主要功能。气象雷达常用的1、3、5、10和20厘米波长各对应于K波段（波长0.75～2.4厘米）、X波段（波长2.4～3.75厘米）、C波段（波

2、长3.75～7.5厘米）、S波段（波长7.5～15厘米）和L波段（波长15～30厘米），超高频和甚高频雷达的波长范围分别为10～100厘米和100～1000厘米。雷达探测大气目标的性能和其工作波长密切有关。把云雨粒子对无线电波的散射和吸收结合起来考虑，各种波段只有一定的适用范围。常用K波段雷达探测各种不产生降水的云，用X、C和S波段雷达探测降水，其中S波段最适用于探测暴雨和冰雹，用高灵敏度的超高频和甚高频雷达可以探测对流层－平流层-中层的晴空流场。各型雷达60年代采用了多普勒技术，气象多普勒雷达具有对大气流场结构的定量探测能力；测风雷达。用来探测高空不同大

3、气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器，不断对气球进行定位。根据气球单位时间内的位移，就能定出不同大气层水平风向和风速。在气球上同时挂有探空仪，遥测高空的气压、温度和湿度。甚高频和超高频多普勒雷达。利用对流层、平流层大气折射率的不均匀结构和中层大气自由电子的散射，探测1～100公里高度晴空大气中的水平风廓线、铅直气流廓线、大气湍流参数、大气稳定层结和大气波动等的雷达。多普勒雷达1.3多普勒天气雷达探测原理概述1.3.1多普勒天气雷达概述天气雷达可以探测云和降水回波的位置及强度等，多普

4、勒天气雷达除了具备探测云和降水回波的位置及强度功能外，它以多普勒效应为基础，通过测定接收回波信号与发射探测脉冲信号频率之间出现的频率差异，可以测定散射体相对于雷达的径向速度，从而确定大气风场、气流垂直速度的分布及湍流等。它对降水成因、中小尺度天气系统及强对流造成的灾害性天气的监测与研究具有重要意义，是发布严重灾害性天气警报和临近预报的重要探测工具。新一代天气雷达是采用多普勒体制，它的发展是建立在无线电技术，信息处理技术和计算机技术基础上的，所以新一代天气雷达亦称多普勒天气雷达。1.3.2多普勒雷达探测原理（１）多普勒效应多普勒效应是指发射源和接收器之间有相

5、对的径向运动时，虽然发射源所发射的信号频率固定不变，但接受器所收到的信号频率相对于发射源的频率却发生了变化。（２）多普勒频率目标物相对于雷达作径向运动引起回波信号的频率变化，称为多普勒频移，亦称为多普勒频率。（３）多普勒频率与目标物相对于雷达的径向速度的关系：设目标物距雷达的距离为Ｒ，探测脉冲从雷达天线发射到目标物并返回天线往返的距离为２Ｒ。２Ｒ距离若以波长来度量，相当于2倍距离除以波长得到波长的个数，当以弧度度量时，则相当于波长个数乘以2倍圆周率的弧度。若探测脉冲在天线处发射时具有一定的初相位，而回波信号返回天线时的位相及在很短时间内位相随时间的变化，假

6、设以均匀的速度沿径向运动，就可以求得相对于雷达运动所产生的频率差。目标径向速度引起的回波信号的频率变化，它是叠加在雷达波的频率上，回波信号的频率随目标物径向速度的变化而发生相应的改变。计算得到的多普勒频率与径向速度及波长之间的关系.（４）多普勒频率的测定对于气象目标而言，多普勒频率Fd是在声频范围，比天气雷达（厘米波）的工作频率小多个数量级。多普勒频率的测定是通过比较发射探测脉冲波的基准信号位相与回波信号的位相之差值而得到的。但实际上，每次发射的脉冲波的初位相是随机的。一个随机变化的初位相无法和回波信号包含有延迟分量的位相进行比较，也就无法获得多普勒频率。

7、因此，相干振荡器便成为解决这个问题的关键电路，相干振荡器的作用就是从发射脉冲波信号中取出基准信号，而且它在每一个重复周期内均和发射信号具有相同的初位相，利用这个初位相作基准，与回波信号位相比较，得出这两个信号的相位差。所以，多普勒天气雷达是一种相干雷达，而普通的天气雷达属于非相干雷达。1.3.3最大不模糊距离和最大不模糊速度（1）最大不模糊距离目标物距雷达天线的距离，是从探测脉冲发射开始计时，直至雷达收到返回信号时的时间差乘以电磁波传播速度并除以2。这里实际上包含着一个假设，即所收到的回波信号是从刚发射出去的脉冲返回的，然而实际上不一定对。若在比较遥远处有

8、一个目标物，它的回波只在下一个脉冲发射之后才能回到雷达天线并被接收