雷达原理及系统复习

雷达系统原理考纲及详解

雷达原理与系统(必修)知识要点整理 第一章: 1、雷达基本工作原理框图认知。 测距:利用发射信号回波时延 测速:动目标的多普勒效应 测角:电磁波的直线传播、天线波束具有方向性 2、雷达面临的四大威胁 电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系 4、速度与多普勒关系(径向速度与线速度) 5、距离分辨力,角分辨力 6、基本雷达方程(物理过程,各参数意义,相互关系,基本推导)

7、雷达的基本组成(几个主要部分),及各部分作用 第二章雷达发射机 1、单级振荡与主振放大式发射机区别 2、基本任务和组成框图

3、峰值功率、平均功率,工作比(占空比),脉宽、PRI(Tr),PRF(fr)的关系。 第三章接收机 1、超外差技术和超外差接收机基本结构(关键在混频)

2、灵敏度的定义,识别系数定义 3、接收机动态范围的定义 4、额定噪声功率N=KTB N、噪声系数计算及其物理意义

5、级联电路的噪声系数计算 6、习题 7、AGC,AFC,STC的含意和作用 AFC:自动频率控制,根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率,保证中频稳定不变

AGC:自动增益控制,调整接收机动态范围 STC:近程增益控制,防止近程杂波干扰引起的中放过载 第四章显示器 1、雷达显示器类型及其坐标含义; 距离显示器、平面显示器、高度显示器 2、A型、B型、P型、J型 第五章作用距离 1、雷达作用距离方程,多种形式,各参数意义,PX=?Rmax=?(灵敏度表示的、检测因子表示的等) 2、增益G和雷达截面A的关系 2、雷达目标截面积定义 3、习题 4、最小可检测信噪比、检测因子表示的距离方程

A320系列飞机气象雷达系统

A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议 概述:机载气象雷达系统(WXR)用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域,以选择安全的航路,保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况,也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变(PWS)功能,可以探测飞机前方风切变情况,使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。 一、机载气象雷达系统的组成 机载气象雷达系统的基本组成由:雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等,如图1-1所示:

雷达收发机:用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号,提供气象、湍流和地形等显示数据,探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。 雷达天线:用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件(IRU)的俯仰和横滚数据控制。 显示器:对于A319/A320/A321飞机来说,气象雷达数据都显示在ND上。 控制面板:用于选择气象雷达的工作方式,控制天线的俯仰角度和稳定性,对接收机灵敏度进行控制。 波导系统:波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。 二、气象雷达对目标的探测 机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况,并

将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理,目标的导电系数越高,反射面越大,则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说,雷雨的反射率被划分成三个部分:雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上,所以全部由小雨滴组成,这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成,由于冰晶是不良的雷达波反射体,所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成,所以在雷达上几乎不可见。另外,正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波,如图2-1所示:

电子科技大学雷达原理与系统期末考题

大四上学期雷达原理与系统期末考题(大部分) 一.填空选择: 1下列不能提高信噪比的是(B) A,匹配滤波器B,恒虚警C,脉冲压缩D,相关处理 2,若一线性相控阵有16个阵元,阵元间距为波长的一半,其波束宽度为(100/16) 3,模糊图下的体积取决于信号的(能量) 4,对于脉冲多普勒雷达,为了抑制固定目标,回拨方向加入对消器,这措施对运动目标的检测带来的影响是出现了(盲速) 5,雷达进行目标检测时,门限电平越低,则发现概率(越大),虚警概率(越大),要在虚警概率保持不变的情况下提高发现概率,则应(提高信噪比) 6,对于脉冲雷达来说,探测距离盲区由(脉冲宽度)参数决定。雷达接受机灵敏度是指(接收机接收微弱信号的能力,用接收机输入端的最小可探测信号功率Smin表示) 7,不属于单级站脉冲雷达系统所必要的组成部分是(B) A收发转换开关B分立两个雷达 8,若要求雷达发射机结构简单,实现成本低,则应当采用的结构形式是(单级振荡式发射机) 9,多普勒效应由雷达和目标间的相对运动产生,当发射信号波长为3m,运动目标与雷达的径向速度为240m/s,如果目标是飞向雷达,目标回波信号的频率是(100MHz+160Hz) 注:多普勒频率2drfv 10,在雷达工作波长一定情况下,要提高角分辨力,必须(增大天线间距d),合成孔径雷达的(方向分辨力)只与真实孔径的尺寸有关 11,只有同时产生两个相同且部分重叠的波束才能采用等信号法完成目标方向的测量 12,当脉冲重复频率fr和回波多普勒频率fd 关系满足(fr)》fd)时,不会出现(频闪和盲速) 13,只有发射机和接受机都是(相参系统),才能提取出目标多普勒信息14,大气折射现象会增加雷达(直视距离) 15,奈曼尔逊准则是在检测概率一定的条件下,使漏警概率最小,或者发现概率最大。16,相控阵雷达随着扫描角增加,其波束宽度(变大) 17,雷达波形模糊函数是关于(原点)对称的。

6、多普勒天气雷达原理与应用

第六部分多普勒天气雷达原理与应用(周长青) 我国新一代天气雷达原理;天气雷达图像识别;对流风暴的雷达回波特征;新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成: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)。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射:当电磁波束在大气中传播,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。 衰减:电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减,造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时,一部分能量被散射,另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射:电磁波在真空中是沿直线传播的,而在大气中由于折射率分布的不均匀性(密度不同、介质不同),使电磁波传播路径发生弯曲的现象,称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下,雷达气象方程为: 其中Pr表示雷达接收功率,Z为雷达反射率,r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率,h为雷达照射深度,G为天线增益,θ、φ表示水平和垂直波宽,λ表示雷达波长,K表示与复折射指数有关的系数,C为常数,之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离:最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离,Rmax=0.5c/PRF, c为光速,PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时,雷达所显示的回波位置的方位角是正确的,但距离是错误的(但是可预计它的正确位置)。当目标位于最大不模糊距离(Rmax)以外时,会发生距离折叠。换句话说,当目标物位于Rmax之外时,雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置,我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z值的大小,反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度,反射率越大,说明单位体积中,降水粒子的尺度大或数量多,亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子(回波强度): 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义:一般Z值与雨强I有以下关系: 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时,以大气符合标准大气情况为假定,与实际大气存在一定的差别,使雷达资料的准确度具有一定的局限性,且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限,对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象,对距离模糊和速度模

地理区域时间分布特征

陆军军官学院五四比武 数学建模竞赛 参赛组编号:022******* 所属队别:学员二旅26队 参赛队员姓名:夏旭东刘小均刘豪 参赛选择的题号是: A 论文题目:地理区域气温时间分布特征

地理区域气温时间分布特征 摘要 1.问题一 问题一是对较短时间内气温的预测,为了能够较准确的预测较短时间段的气温,我们需要对所给数据进行处理,由于问题一是为了求出一天、几天或者一周的气温,我们首先需要计算出三个区每天的平均温度,其次引入三次指数平滑法,并建立时间序列模型,较精确的预测出较短时间的气温,预测结果如下: 20070624 20070624~26 20070624~30 原平均温度22.4 25.37 25 预测值23.91 26.17 26.43 2.问题二 问题二要预测冬季的最高或最低气温,实际上是在第一问的基础上,预测冬季三个月的气温,但这加大了运算量,其实对于最高气温和最低气温是在一个固定的时间段获得的,因此对一年四季随机抽取三天,观察其气温变化曲线,得出了两个时间段,即0-6时和12-16时能达到每日的最低和最高气温,再利用问题一中的基于EMD的神经网络预测,以所给数据为输入,预测下一年同期气温,比较得出最高和最低气温,如下图: 最高气温最低气温 时间20070221 20061223 平均温度17.6 -9.5 3.问题三 问题三要对2007年冬季气温整体进行分析,由于没有给出2007年的真实冬季气温,我们首先要预测出2007年冬季的气温,第二问我们利用基于EMD的神经网络预测法对2006年的冬季最高气温与最低气温进行了预测,而得出的预测值与真实值相比,非常接近。因此我们预测2007年冬季的平均气温,也在原有的模型基础上进行求解。然后分析:1.对07年冬季气温的整体性分析2.对07年冬季气温的地域情况的分析3.对2007年冬季气温最高和最低的时间的分析 关键词:主成分分析希尔伯特黄变换 EMD经验模态分解法神经网络预测时间序列法

雷达原理与系统课程设计

电子科技大学 课程设计报告 课程名称:雷达原理与系统 设计名称:雷达系统设计 指导老师: 姓名: 学号: 专业:

设计题目: 设计一雷达系统,对12m 目标,要求探测距离为10km ,发射波形为常规脉冲,方位角分辨力为2°,俯仰角分辨力为20 °,距离分辨力为15m 。要求: 1 设计和计算雷达系统的各项参数,包括工作频率、发射功率、接收机灵敏度、天线孔径和增益,脉冲重复频率、相参积累时间等。 2 分析系统的最大不模糊速度和最大不模糊距离、计算系统的速度分辨力。 3 在学完雷达系统脉冲压缩相关内容后,设计线性调频波形,使雷达的作用距离增加到200km ,距离分辨力达到3米。并画出单一目标回波经过脉冲压缩后的波形。 参数求解: 1 已知距离分辨率的公式为:min 2 c R τ ?= ,式中c 为电波传播数度,τ为脉冲宽度,则7 min 8 2215100.1310 R s s s c τμ-??= ===? 令雷达的工作频率为kHz f 5000=,发射功率kW P t 50=,则 m m f c 6.010 51038 8 =??==λ 雷达的角度分辨力取决于雷达的工作波长λ 和天线口径尺寸L ,约为/2L λ ,则可得: 水平口径尺寸L 为:m m L 6.890 26.02=?== π αλ 垂直口径尺寸h 为:m m h 85.09 26.02=?== π βλ 天线的孔径 22376.786.06.8m m Lh A =?==

天线增益 2586.0376 .7442 2 =?= = πλπA G 发射波形为简单的矩形脉冲序列,设脉冲宽度为τ,脉冲重复周期为r T 则 av t t r r P P P f T τ τ== 设r f τ称作雷达的工作比为D ,常规的矩形振幅调制脉冲雷达工作比的范围为 0.0001-0.01,取0.001D =,则6 0.001 100.110r D f Hz kHz τ-===? 以单基地脉冲雷达为例,天线采用收发共用,则雷达方程为12 4 max 2min 4t r i P A R S σπλ?? =???? 则接收机灵敏度 W W R A P S r t 11 432234max 2 2 min 1001.6)1010(6.04376.7110504-?=??????==ππλσ 设单基地脉冲雷达的天线为360环扫天线,天线扫描速度20/min a r Ω=,水平 波速选择时运用最大值测向,当水平波速的宽度大于显示器的亮点直径时,取0.5==2θ α 则对一个点目标的相参积累时间为0.5 21 20360/6060 a t s s θ= = =Ω? 脉冲积累个数31 101016660 r n tf ==??≈ 2 不产生频闪的条件是:1 2d r f f ≤ 其中d f 表示脉冲多普勒频率,由2r d v f λ = 关系可得最大不模糊速度:s m s m f v r r /1500/4 10106.043 max =??==λ 雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期r T 决定,为保证单值测距,通常应选取8 max 3 310152221010 r r cT c R m km f ?≤===?? 故最大不模糊距离max 15R km = 设发射脉冲为单载频的矩形脉冲信号,其单位能量复包络可写成()u t ,表达式 为:()100 t u t τ <

雷达原理

一、绪论 雷达:无线电探测与测距。利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。 雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。 组成框图 雷达测量原理 雷达发射信号: 雷达接收信号: 雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息 雷达组成: 天线:向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波 收发开关: 发射状态将发射机输出功率接到天线,保护接收机输入端 接收状态将天线接收信号接到接收机,防止发射机旁路信号 发射机:在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波 接收机:放大微弱的回波信号,解调目标信息 雷达的工作频率: 工作频率范围:22mhz--35ghz 扩展范围:2mhz--94ghz 绝大部分雷达工作在:200mhz--10000ghz 雷达的威力范围:最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围 分辨力:区分点目标在位置上靠近的能力 距离分辨力:同一方向上两个目标之间最小可区别的距离 角度分辨力:在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度 数据率:雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数,也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。 跟踪速度:自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度 发射功率的和调制波形: 发射功率的大小直接影响雷达的作用距离

发射信号的调制波形: 早期简单脉冲波形,近代采用复杂波形 脉冲宽度:脉冲雷达发射信号所占的时间。影响探测能力和距离分辨力 重复频率:发射机每秒发射的脉冲个数,其倒数是重复周期。决定单值测距的范围,影响不模糊速区域大小 天线波束形状天线:一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示 天线的扫描方式:搜索和跟踪目标时,天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。机械性扫描和电扫描 接收机的灵敏度:通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下,接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。这个功率越小接收机的灵敏度越高,雷达的作用距离越远。 显示器的形式和数量:雷达显示器是向操纵人员提供雷达信息的一种终端设备,是人际联系的一个环节。 电子战对抗中的雷达: 电子战(EW ):敌我双方利用无线电电子装备或器材所进行的电磁信息斗争,包括电子对抗和电子反对抗。 电子对抗(ECM ):为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息(电磁侦察),削弱或破坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施(电子干扰、伪装、隐身和摧毁) 电子反对抗(ECCM ):在敌方实施电子对抗的条件下,保证我方有效采用电磁信息所采取的一切战术、技术措施(反侦察、抗干扰、反伪装、反隐身、反摧毁) 雷达反干扰 天线抗干扰:低旁瓣、旁瓣对消、波束控制、随机扫描 发射机抗干扰:提高有效辐射功率、频率捷变、频率编码、频率分集、脉冲压缩、波形隐蔽、窄脉冲、重频时变 接收机、信号处理机抗干扰:接收机抗饱和、重频、脉宽鉴别、MTI 、MTD 、积累检测 二、发射机 发射机任务:产生大功率高频振荡发射信号。脉冲雷达要求发射机产生一定宽度、一定重复频率、一定波形的大功率射频脉冲列 基本类型:连续波发射机、脉冲调制发射机(单极振荡式发射机、主振荡式发射机) 输出功率:发射机送到天线输入端的功率 峰值功率:脉冲期间发射机输出功率的平均值(不要过分增大法设计的峰值功率) 平均功率:脉冲重复周期内输出功率的平均值: 工作比D: 常规脉冲雷达工作比0.001 脉冲多普勒雷达工作比10-2 ~10-1量级 连续波雷达工作比100% 总功率:发射机输出功率与输入功率之比 主振放大式发射机特别注意改善输出级效率 信号形式: 信号形式由雷达体制决定 常规脉冲雷达为简单脉冲波形,特殊体制雷达为复杂调制波形 t r av P T P τ=r r T F D ττ= =

(完整版)雷达系统原理框图及编程思想

雷达系统原理框图及编程思想 图1 雷达系统原理图 1、回波信号 回波信号由目标回波(动目标),地物杂波(静目标),及系统高斯白噪声组成。 线性调频信号:x=rect(t/mk)exp(jπkt2) (k=B/mk) 目标回波:y=rect(t/mk)*exp(j*2*pi*((f1+k*t/2).*t+fd*i*T)) 地物杂波(静目标):y=rect(t/mk)*exp(j*2*pi*((f1+k*t/2).*t)) 系统噪声(高斯白噪声):z=0.2*randn(1,N)。 参数: 载频f0=30MHz,线性调频信号带宽B=4MHz,脉宽mk=5us,周期Tr=30us;多普勒频移fd=1000,选取回波数:n=5 其波形如图:

图2 回波 2、高放 高放采用50阶FIR滤波器,中心频率为30MHz,通带为20MHz。 高放后的波形图:

图3 高放后时域频域图形 3、混频+中放 混频的参考频率为20MHz 中放采用50阶FIR滤波器,中心频率为10MHz,通带为4MHz。 图4 混频+中放后时域频域图形 4、相干检波 参考源的时钟频率f0=10MHz; I 路:I=0.5*X*cos(Φ(t));Q路:Q=0.5*X*sin(Φ(t)); 原理图: 中放之后 的信号 sin2πf0t cos2πf0t LDF LDF I路 Q路 波形图:

图5 相位检波后I、Q两路时域图 5、A/D转换 采样频率为5MHz。 x0=(Vmax/2a)*int{xi*2a / Vmax };其中,a为AD位数

图6 AD采样后后I、Q两路时域图 6、脉冲压缩 采用发射信号作为匹配滤波。 匹配滤波的脉冲响应: H(k)=X*(k)exp(-j2πkN), k=0,1,2…N 线性调频信号: x(n)=rect(n/N)exp(jπkn2) (k=B/tao); 图7 脉冲压缩时域图8、MTI MTI采用一次对消: y(n)=x(n)-x(n-1); n=1,2,3…N

多普勒天气雷达原理与业务应用思考题

1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成?每个部分的主要功能是什么? 答:主要由雷达数据采集子系统(RDA ),雷达产品生成子系统(RPG ),主用户终端子系统(PUP )三部分构成。RDA 的主要功能是: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本数据。RPG 的主要功能是:由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据,对其进行处理和生成各种产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户,是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是:获取、存储和显示产品,预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品,并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些? 答:一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警;二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测;三、进行较大范围的降水定量估测; 四、获取降水和降水云体的风场信息,得到垂直风廓线;五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些? 答:主要有以下三个体扫模式:VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描,主要对强对流天气进行监测;VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描,主要对降水天气进行监测;VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描(使用长脉冲),主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性? 答:一、波束中心的高度随距离的增加而增加;二、波束宽度随距离的增加而展宽;三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式,并解释其中各项的意义。 答: P t 为雷达发射功率(峰值功率); G 为天线增益;h 为脉冲长度; 、 :天线在水平方向和垂直方向的波束宽度; r 为降水目标到雷达的距离; :波长; m :复折射指数; Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式,并说明其意义。 答:∑= 单位体积6i D z ,反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和,与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答: 定义:设有一个理想的散射体,其截面面积为?,它能全部接收射到其 上的电磁波能量,并全部均匀的向四周散射,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,Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=

《地理气象天文》教案

《地理气象天文》教案 (2004~2005学年第一学期) 教材:《自然地理学》杨达源主编;南京大学出版社化学02(2)班生物02(2)班 任课教师:XXX

教学目的:通过学习,使学生掌握自然地理学的基础知识、基本理论和研究方法,认识自然地理环境结构的各要素及其相互影响的机制,提高了解自然、认识自然和开展地理学研究的能力。 教学内容:地球表层各自然地理要素的形成过程、基本特征、类型和分布,各自然地理要素间的相互联系和相互作用,以及自然地理学综合研究的方法。 教学时数:48学时。 教学方式:课堂讲授、课件演示;学生上网检索、观察记载当地天象物候;讨论。 绪论 教学要点:自然地理学的研究对象、分科、任务及与其他学科的关系。 教学时数:1学时。 重点难点:自然地理学的研究对象和分科,自然地理学的任务以及与其他学科的关系。 教学内容:教材P 1_____4 第一节自然地理学的研究对象和分科 一、地理学的研究对象;二、自然地理学的研究对象;三、自然地理学的分科。第二节自然地理学的任务 研究各自然地理要素的特征、形成和发展规律;研究各自然地理要素的相互关系;研究自然地理的空间分异规律;参与自然条件和自然资源评价;研究人为环境的变化特点、发展动向和存在问题,寻求合理利用和改造的途径及整治方法。 第三节自然地理学与其他学科的关系 自然地理学与地理学的其他分科有密切关系,而且与地学、生物科学、环境科学等其他学科也密切相关。 复习思考题:1、建立天象、物候观测记载本;2、你对学习好本门课程有何建议? 第一部分地球与地球系统第一章地球系统是开放系统 教学要点:太阳系,地球在天体中的位置,地球的形状和大小,地球的自转与公转,地球的内部与外部构造,地球表面的基本特征。 教学时数:3学时。 重点难点:太阳系,地球的形状和大小及其地理意义,地球的自转与公转及其地理意义;岁差、章动和极移;地球的圈层构造,地球表面的基本形态和特征。 教学内容:P 5——20、P 35----46 第一节地球在宇宙中的位置 宇宙和天体;太阳和太阳系;地球在天体中的位置。 第二节地球的形状和大小 地球的形状及其地理意义;地球的大小及其地理意义。 第三节地理坐标 纬线与纬度;经线与经度。 第四节地球的运动 地球的自转与昼夜;地球的公转与四季;岁差、章动和极移。第五节地球的圈层构造 地球的圈层分化;地球的内部构造;地球的外部构造。 第六节地球表面的基本形态和特征 海陆分布;海陆起伏曲线;岛屿;地球表面的基本特征。 复习思考题:详见P 20、P 38 “关键词”、“思考题”。

我国四大地理区域-知识点

〖教学目标〗 1.我国四大地理区域的划分 2.南方地区、北方地区、西北地区、青藏地区 〖教学重点〗 1.我国四大区域的范围和相关情况 2.部分省级行政单位的简称和部分重要省份的轮廓 本章知识框架 一、四大地理区域的划分 1、我国的四大地理区域 ⑴划分依据:各地的地理位置、自然和人文地理特点的不同。 ⑵四大地理区域:北方地区、南方地区、青藏地区、西北地区。 ⑶四大地理区域的分界线: 南方地区与北方地区大体以秦岭—淮河为界,确定这个界线的主导因素是气候,即1月0℃等温线、800毫米年等降水量线。 北方地区与西北地区大体以400毫米年等降水量线为界,也与季风区和非季风区的分界线基本吻合,这个界线的确定主导因素是气候。 青藏地区与其他地区的分界线大体是我国地势第一级和第二级阶梯的分界线,即昆仑山—祁连山—横断山脉,确定该界线的主导因素是地形地势。

2、秦岭——淮河一线代表的地理意义: ⑴1月0℃等温线经过的地方 ⑵亚热带与暖温带的分界线 ⑶800毫米等降水量线经过的地方 ⑷湿润地区与半湿润地区的分界线 ⑸旱地农业与水田农业的分界线 ⑹亚热带季风气候与温带季风气候的分界线 ⑺北方地区与南方地区的分界线 二、北方地区和南方地区 一、北方地区: 1、范围:包括东北三省、黄河中下游各省及京、津二市的全部或大部,甘肃、宁夏的东南部和江苏、安徽两省北部 2、地理位置:位于东部季风区,秦岭淮河以北,东临渤海和黄海,大致位于北纬33度以北 3、面积:约占全国总面积的20% 4、人口:约占全国总人口的40%。少数民族中人数较多的有:东北的满族、朝鲜族;宁夏、甘肃的回族; 5、气候:暖温带季风气候(冬季寒冷干旱,夏季高温多雨) 6、主要气象灾害:春季干旱、多风沙,夏季洪涝,冬季寒潮 7、地形:地跨我国第二、三阶梯,以平原、高原为主,有我国的“北大仓”之称 8、植被和果树:东北天然森林、温带水果; 矿产资源:铁;

中国地理区域、中国气候类型

中国地理分区 华东六省:山东(鲁),江苏(苏),浙江(浙),上海(沪),安徽(皖),福建(闽)华南:广东(粤),广西(桂),海南(琼) 华中:湖南(湘),湖北(鄂),河南(豫),江西(赣) 华北:北京(京),天津(津),河北(冀),山西(晋),内蒙古(内蒙古) 西北:宁夏(宁),新疆(新),青海(青),甘肃(甘或陇),陕西(陕或秦) 西南:四川(川或蜀),云南(云或滇),西藏(藏),重庆(渝),贵洲(贵或黔) 东北:黑龙江(黑),吉林(吉),辽宁(辽) 其他地区:香港(港),澳门(澳),台湾(台) 中国的气候

热带季风气候,特点:全年高温,分旱雨两季. 亚热带季风气候,特点:夏季高温多雨,冬季温和少雨. 温带季风气候,特点:夏季高温多雨,冬季寒冷干燥. 温带大陆性气候,特点:干旱少雨,冬季严寒,夏季炎热,气温年变化大. 高山高原气候,特点:气温要低于同纬度地区,气候垂直变化显著. 1.气候复杂多样中国幅员辽阔,跨纬度较广,距海远近差距较大,加之地势高低不同,地形类型及山脉走向多样,因而气温降水的组合多种多样,形成了多种多样的气候。从气候类型上看,东部属季风气候(又可分为亚热带季风气候、温带季风气候和热带季风气候),西北部属温带大陆性气候,青藏高原属高寒气候。从温度带划分看,有热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带和青藏高原区。从干湿地区划分看,有湿润地区、半湿润地区、半干旱地区、干旱地区之分。而且同一个温度带内,可含有不同的干湿区;同一个干湿地区中又含有不同的温度带。因此在相同的气候类型中,也会有热量与干湿程度的差异。地形的复杂多样,也使气候更具复杂多样性。 2.季风气候显著中国的气候具有夏季高温多雨、冬季寒冷少雨、高温期与多雨期一致的季风气候特征。由于中国位于世界最大的大陆——亚欧大陆东部,又在世界最大的大洋——太平洋西岸,西南距印度洋也较近,因之气候受大陆、大洋的影响非常显著。冬季盛行从大陆吹向海洋的偏北风,夏季盛行从海洋吹向陆地的偏南风。冬季风产生于亚洲内陆,性质寒冷、干燥、在其影响下,中国大部地区冬季普遍降水少,气温低,北方更为突出。夏季风来自东南面的太平洋和西南面的印度洋,性质温暖、湿润、在其影响下,降水普遍增多,雨热同季。中国受冬、夏季风交替影响的地区广,是世界上季风最典型、季风气候最显著的地区。和世界同纬度的其他地区相比,中国冬季气温偏低,而夏季气温又偏高,气温年较差大,降水集中于夏季,这些又是大陆性气候的特征。因此中国的季风气候,大陆性较强,也称作大陆性季风气候。

中国的风能资源及区划说明

中国的风能资源及区划说明 Ver 1.00 Date 2006.11.16 我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。据国家气象局估算,全国风能密度为100W/㎡,风能资源总储量约1.6×105MW,特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区,每年风速在3m/s以上的时间近4,000h左右,一些地区年平均风速可达6~7m/s以上,具有很大的开发利用价值。中国气象学界根据全国有效风能密度、有效风力出现时间百分率,以及大于等于3m/s和6m/s 风速的全年累积小时数,将我国风能资源划分为如下几个区域。 1、东南沿海及其岛屿,为我国最大风能资源区 这一地区,有效风能密度大于、等于200W/㎡的等值线平行于海岸线,沿海岛屿的风能密度在300W/㎡以上,有效风力出现时间百分率达80~90%,大于等于8m/s的风速全年出现时间约7,000~8,000h,大于等于6m/s的风速也有4,000h左右。但从这一地区向内陆,则丘陵连绵,冬半年强大冷空气南下,很难长驱直下,夏半年台风在离海岸50km时风速便减少到68%。所以,东南沿海仅在由海岸向内陆几十公里的地方有较大的风能,再向内陆则风能锐减。在不到100km的地带,风能密度降至50W/㎡以下,反为全国风能最小区。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上,风能却都很大。其中台山风能密度为534.4W/㎡,有效风力出现时间百分率为90%,大于等于3m/s的风速全年累积出现7,905h。换言之,平均每天大于等于3m/s的风速有21.3h,是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。 2、内蒙古和甘肃北部,为我国次大风能资源区 这一地区,终年在西风带控制之下,而且又是冷空气入侵首当其冲的地方,风能密度为200~300W/㎡,有效风力出现时间百分率为70%左右,大于等于3m/s的风速全年有5,000h以上,大于等于6m/s的风速在2,000h以上,从北向南逐渐减少,但不象东南沿海梯度那么大。风能资源最大的虎勒盖地区,大于等于3m/s和大于等于6m/s的风速的累积时数,分别可达7,659h和4,095h。这一地区的风能密度,虽较东南沿海为小,但其分布范围较广,是我国连成一片的最大风能资源区。 3、黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海,风能也较大 风能密度在200W/㎡以上,大于等于3m/s和6m/s的风速全年累积时数分别为5,000~7,000h和3,000h。 4、青藏高原、三北地区的北部和沿海,为风能较大区 这个地区(除去上述范围),风能密度在150~200W/㎡之间,大于等于3m/s的风速全年累积为4,000~5,000h,大于等于6m/s风速全年累积为3,000h以上。青藏高原大于等于3m/s的风速全年累积可达6,500h,但由于青藏高原海拔高,空气密度较小,所

机载气象雷达天线控制系统

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e710491027.html, 机载气象雷达天线控制系统 作者:方智觅 来源:《科技视界》2015年第34期 【摘要】机载气象雷达天线控制系统是机载气象雷达的重要组成部分,用来控制天线的 运动,是飞机进行气象目标和地形探测的前提。机载气象雷达天线控制系统是自动控制技术在雷达中具体应用的产物,它涉及多方面的技术知识。 【关键词】天线控制;步进电机;光电脉冲发生器 随着航空技术的不断发展,人们对飞机的要求也越来越高,这促进了雷达技术的不断发展。机载气象雷达是雷达的一种,民用机载气象雷达的应用与发展则为飞行的安全性提供了可靠的保障。目前,具有风切变预警功能的机载气象雷达在民航飞机上的重要作用不可低估,已成为民航飞机必不可或缺的重要电子设备。机载气象雷达除了可以探测航路上的危险气象区域外,还可以用于观察地形并实现其他一些功能。现代机载气象雷达可实现的功能有以下几个方面: (1)探测航路前方扇形区域中的降雨区、冰雹区等气象区域; (2)探测夹带着雨粒的湍流区域; (3)观察飞机前下方的地形; (4)发现航路上的山峰等障碍物; (5)显示由其他系统输入的文字或图形信息; (6)用作雷达导航信标。 气象雷达天线是一种方向性很强的X波段微波天线。气象雷达发射机与接收机通过收发 转换开关通过天线实现雷达信号的辐射与回波信号的接收。在发射脉冲持续期内,气象雷达天线将发射机所产生的射频脉冲信号会聚成能量高度集中的雷达波束辐射到空中,在脉冲间隙期内(接收期内),目标所形成的反射回波由天线接收,输送给雷达接收机。 为了探测飞机前方广阔的扇形区域中的气象目标或观测飞机前方广阔的扇形区域中的气象目标或观测飞机前下方的地形,天线在辐射和接收雷达信号的同时,进行着往返的方位扫掠运动。与此同时,天线还必须根据飞机俯仰姿态和倾斜姿态的实时变化,自动地进行相对于飞机机身平面的俯仰修正运动,以保持天线扫掠平面的稳定。此外,还可在一定范围内对天线进行俯仰调节。为了实现雷达系统对天线运动及姿态的控制,天线组中除了用以辐射雷达信号的天

1多普勒天气雷达原理与应用

第六部分 多普勒天气雷达原理与应用(周长青) 我国新一代天气雷达原理;天气雷达图像识别;对流风暴的雷达回波特征;新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成: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 )。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射:当电磁波束在大气中传播,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。 衰减:电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减,造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时,一部分能量被散射,另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射:电磁波在真空中是沿直线传播的,而在大气中由于折射率分布的不均匀性 (密度不同、介质不同),使电磁波传播路径发生弯曲的现象,称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=>

最大不模糊距离:最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离,Rmax=0.5c/PRF, c 为光速,PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时,雷达所显示的回波位置的方位角是正确的,但距离是错误的(但是可预计它的正确位置)。当目标位于最大不模糊距离(Rmax )以外时,会发生距离折叠。换句话说,当目标物位于Rmax 之外时,雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置,我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小,反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度,反射率越大,说明单位体积中,降水粒子的尺度大或数量多,亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子(回波强度): ?=dD D D N Z 6)( 0lg 10Z Z dBZ ?= 360/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义:一般Z 值与雨强I 有以下关系: 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时,以大气符合标准大气情况为假定,与实际大气存在一定的差别,使雷达资料的准确度具有一定的局限性,且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限,对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象,对距离模糊和速度模糊的处理等,均增大了雷达资料的误差。虽然如此,由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值,为平均径向速度,雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的,其径向分辨率相当于四个取样体积的长度,这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为,当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时,能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率,是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化,也称为多普勒频移,其与目标的径向运动速度成正比,与多普勒天气雷达波长成反比。 二、了解多普勒天气雷达测量反射率因子、平均径向速度和速度谱宽的主要技术方法 多普勒雷达利用降水粒子的后向散射与多普勒效应来达到对其探测的目的。通过发射信号与接收信号的延迟来测量距离,通过降水粒子的多普勒频移来测量其速度。 反射率因子:雷达的反射率因子是降水粒子后向散射被雷达天线接收到的回波,为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和,反射率因子Z 值的大小,反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度,反射率越大,说明单位体积中,降水粒子的尺度大或数量多。

20140410155620_课件B737NG气象雷达

浅谈B737NG气象雷达使用 一、一般介绍 我们公司执管的B737NG机型装有一套机载气象雷达,其基本组件为收发组、显示器、天线、控制面板。包括一部天线,一部收发机,一个或两个雷达控制盒(正副驾驶可以分别控制)。 收发机主要用于发射无线电脉冲,处理无线电回波,探测风切变并向机组发送警告和警戒信息,提供气象雷达数据显示,记录和显示故障状态及检测结果,在显示组件上生成图形。因为信号在传输过程中有衰减,所以在内部有补偿电路,保证远距离的气象目标和近距离目标在显示器上有同样的强度显示(如果目标条件相同)。 气象雷达系统可以提供气象条件、颠簸区域、风切变、地形图显示、地面杂波抑制、TFR(转换)等显示方式。雷达还具有穿透补偿功能,可以穿过降雨,更精确的看到降雨后面的风暴。此外,它也可以提供预测风切变的音响警告。 气象雷达数据显示在导航显示屏上,只有在扩展进近、扩展VOR、中央MAP、扩展MAP模式显示气象雷达数据或地形数据和风切变警告。如果EFIS控制面板上的TERR(地形)被选定或有来自EGPWS(增强型近地警告系统)的地形注意/地形越障警告时,EGPWS地形数据显示在导航显示屏上;如果TERR未被选定,且没有EGPWS警告,则只有气象雷达数据显示在导航显示屏上。当多种警告存在时,近地警告系统将自动确定警告呼叫的优先级,使

高一级警告出现在导航显示屏上,警告声音优先顺序如下:风切变(GPWS)、预测风切变(PWS)、GPWS 警告、TCAS 警告。 B737NG机型气象雷达使用的天线是平板式天线,其可生成高3.6度,宽3.4度的波束。天线稳定范围正负40度,扫描范围正负90度,天线稳定性是由收发机从大气数据惯性基准组件获得俯仰和横滚数据来控制的。 气象雷达系统控制面板包括左右EFIS控制面板、气象雷达控制面板。控制面板向收发机提供发射模式、仰角控制、增益控制、开/关气象雷达等功能。自动模式的控制面板,左右可以分别控制显示,这并不是说就存在两部天线和收发机,而是采用了分时扫描显示的办法。模式选择器有以下位置:TEST---开始收发机自检并在导航显示屏上显示检测结果;WX---收发机在导航显示屏上显示气象数据;WX/TRUB(WX-T)---收发机在导航显示屏上显示气象和颠簸数据;MAP---收发机在导航显示屏上显示地形特征;GC---地面杂波抑制,按下后无抑制功能,松开后自动恢复;TFR---转换显示,例如按下左边的TFR 把右边的模式,俯仰,增益转到左边ND 显示;仰角控制调节天线仰角在正负15度。增益控制调节收发机回波增益,在自动位,增益由收发机设定到校准水平。 气象雷达系统选择正常工作方式时只能有一个警戒信息显示在导航显示屏上,同时有多个警戒信息时,只有最高优先级的信息被显示。可能显示的提醒信息和显示有:WEAK:校准故

气 象 地 理 区 划

气象地理区划 全国一级气象地理区划 一级区划中,将我国划分为十一个大区,分别为: 西北地区:陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆五省(区); 华北地区:山西、河北二省,北京、天津二市和河南、山东两省黄河以北地区; 内蒙古地区:内蒙古自治区; 东北地区:辽宁、吉林和黑龙江三省; 黄淮地区:黄河至淮河间所含的河南、山东、安徽、江苏四省地区; 江淮地区:淮河至长江间所含河南、湖北、安徽、江苏四省地区; 江南地区:长江至南岭间所含的湖北、湖南、江西、浙江、安徽、江苏、上海和福建北部(从南岭向东延伸)等地; 江汉地区:江淮、黄淮以西的河南、湖北其余地区; 华南地区:广东、广西、海南、台湾四省(区)和福建南部、香港特别行政区、澳门特别行政区; 西南地区:四川、重庆、贵州、云南四省(区、市); 西藏地区:西藏自治区。 国道 国道,就是国家干线公路的简称,目前我国共有70条国道,并根据其地理走向分为3类。第一类是以北京为中心,作扇面辐射的公路,共12条,约1.4万公里;第二类是中国版图之内南北走向的公路,共28条,约3.9万公里;第三类是东西走向的公路,共30条,约 5.3万公里。 为区分这3类国道,每条公路干线常采用三位阿拉伯数字作为编号来表示。编号3位数中的第一位数字表国道类别:1××代表第一类以北京为中心的放射性国道;2××代表第二类南北走向的国道;3××代表第三类东西走向的国道。编号3位数中的第二、三位数字表示国道的排列顺序,“1××”的“××”就是第一类国道自北向南按顺时针方向排列的序数。 身份证号码编排规则 (1)前1、2位数字表示:所在省份的代码; (2)第3、4位数字表示:所在城市的代码; (3)第5、6位数字表示:所在区县的代码; (4)第7~14位数字表示:出生年、月、日; (5)第15、16位数字表示:所在地的派出所的代码; (6)第17位数字表示性别:奇数表示男性,偶数表示女性; (7)第18位数字是校检码:也有的说是个人信息码,一般是随计算机的随机产生,用来检验身份证的正确性。校检码可以是0~9的数字,有时也用x表示。作为尾号的校验码,是由号码编制单位按统一的公式计算出来的,如果某人的尾号是0-9,都不会出现X,但如果尾号是10,那么就得用X来代替,因为如果用10做尾号,那么此人的身份证就变成了19位。X是罗马数字的10,用X来代替10,可以保证公民的身份证符合国家标准。

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