天气雷达基本工作基本原理与参数166页PPT
雷达基本工作原理课件-新版.ppt

微波传输线 发射脉冲
发射机
T/R 触发器
天线 回波
接收机
电源
船电
显示器
Fig1-2 (2)
回波 船首线 方位
精品
T/R
Receiver
Transmitter
第二节 雷达的基本组成、作用
一、基本组成七部分及作用:
1、定时器(触发电路、同步电路等): 是雷达的指挥中心,产生周期性的窄脉冲——触发脉冲 送:1)发射机:控制发射开始 2)接收机:控制近距离增益 3)显示器:控制计时开始
船舶导航雷达
精品
第一章 雷达基本工作原理
引言
Radar —Radio detection and ranging
—无线电探测和测距
雷达:发射微波并接收目标反射回波,对目标进行探测 和测定目标信息
现代雷达 IBS的重要组成部分 定位、导航、避碰
主要传感器
精品
雷达 罗经 计程仪 GNSS AIS ECDIS
二、船用雷达单元构成:
1、三单元雷达: 收发机(触发电路、发射机、接收机、收发开关) 显示器、天线、中频电源
2、二单元雷达: 天线收发机、显示器、精中品频电源
荧光屏的单位长度:在不同量程代表不同的距离
二. 雷达测方位原理
1、利用收发定向天线 ,只向一个方向发射雷达波且 只接收此方向上的目标的反射回波
2、天线旋转依次向四周发射雷达波,则可探知周围 物标的方位——天线的精品方向即目标的方向
触发器
天线
方位与 船首线
收发机 回波
显示器
ARPA
Fig1-2(1)
第二节 雷达的基本组成、作用
5、接收机:超外差式,将微弱回波信号放大千万倍以符合
雷达原理介绍ppt课件

的射频信号进行下变频以转化为视频信号(即中心频率等
于0)。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理:
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 可见,正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
将雷达的接收信号与发射信号进行比较,就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息,根据这些 信息,雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号:
Tp
t
Tr
雷达发射周期性脉冲,记脉冲宽度为 Tp,重复周期为 Tr,雷达峰值功率(即脉冲期间的平均功率)为Pt,雷达 平均功率(即周期内的平均功率)为Pav,工作比(即脉冲 宽度与重复周期之比)为D。显然有:
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高,目标回波就越显著,就越有利于信号分析。
发射功率
不考虑各种损耗,影响目标回波峰值功率Ps的因素有:
雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积(RCS) 、目
标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系:
Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大,则
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率,它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩,可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率;
的延时 = 2r / c,c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩,分辨率
那么,与雷达的相对距离差为r的两个
新一代天气雷达介绍wwwPPT课件

CINRAD雷达与常规 天气雷达相比的优势
1.灵敏度提高 2.分辨率提高 3.具有风场探测 4.具有三维数据的自动采集能力 5.具有一套科学的数据处理的能力
频率控制精 度10-9 !
10
•较合理的硬件工作模式和观测模式
为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大 的不模糊径向速度,在雷达硬件工作模式方面,采用了连 续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B,对雷达脉 冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合 ,以适应上述要求。在观测模式方面,设有四种观测模式 ,其中:降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种,以适应 不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大 ,接受机灵敏度高,还设有晴空模式:VCP31模式和VCP32 模式,用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模 式中,为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径 向速度,雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实 现上述目标。
水中风场结构特征。
目前我国共有130多部多普勒雷达,分为 10cm的s波段和5cm的c波段两种,南方为 s波段、北方为c波段。西安的雷达型号 为CINRA—CB型。我省内共有5部多普 勒雷达:延安、榆林、汉中、安康、宝 鸡。
应用领域:主要在强对流天气的监测和 预警,天气尺度和次天气尺度降水的监 测,降水的测量、风的测量以及数据的 同化应用等
雷达图上,一般用紫色时表示不能识别的 值,观测时通过调整要尽量使紫色最小。
什么是Doppler速度 风矢量的径?向分量
不完全是水平的径向分量 一个体积内的主要风矢量 (注意:不是平均风矢量) 不是同一水平面上的风矢量( 仰角不是零度) 风矢量的代表性(多尺度性) 误差 (器差,信息提取误差) 云、雨粒子的三维运动矢量
天气雷达的基本工作原理和参数-168页文档资料

常规天气雷达仅能提供反射率 因子资料。多普勒天气雷达将提供 两种附加的基本资料,径向速度和 速度谱宽,它们将增强对强风暴的 探测能力,也能改进对中尺度和天 气尺度系统的预报。
体扫模式 (VCP:Volume Cover Pattern) 扫描方式确定一次体积扫中使用多少个仰角,
而具体是哪些仰角则由体扫模式来规定。WSR-88D 可有20个不同的VCP,目前只定义了其中的4个: VCP11 -- VCP11(scan strategy #1,version 1) 规定5分钟内对14个具体仰角的扫描方式。 VCP21 -- VCP21(scan strategy #2,version 1) 规定6分钟内对9个具体仰角的扫描方式。 VCP31 --- VCP31 (scan strategy #3,version 1)规定10分钟内对5个具体仰角的扫描方式。 VCP32 --- VCP32(scan strategy #3,version 2)确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。 不同之处在于VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用 短脉冲。 WSR-98D未定义VCP32。
自相干多普勒天气雷达结构框图
全相干多普勒天气雷达结构框图
fo 发射脉冲的载频 fd 多普勒频率
发射频率 Vs 多普勒频移
发射频率 多普勒频移
中国新一代天气雷达系统简介
• 1、雷达数据采集系统(RDA) • 2、雷达产品生成子系统(RPG) • 3、主用户处理器子系统(PUP)
新一代天气雷达演示

雷达平均速度图
中尺度(2-20KM)系统的速度图像特征
不是在整个显示屏范围内识别,而是在其中选择一个小区域(包含了整个中尺度系统),将其放大显示。 首先确定所选择的小区域在雷达有效探测范围内的方位及小区域的方向,并近似的认为该小区域在同一高度层上
纯气旋式流场;纯反气旋式流场;纯辐合流场;纯辐散流场;气旋式辐合流场; 气旋式辐散流场;反气旋式辐合流场;反气旋式辐散流场
雷达的导出产品:有30多种。常用的包括组合反射率因子; 垂直累计液态水含量;回波顶;风暴路径信息;冰雹指数;中 气旋;速度方位显示风廓线;1小时累计雨量;3小时累计雨量; 相对风暴径向速度区。
雷达数据质量控制
雷达数据质量控制主要涉及地物杂波抑制;去距离折叠和退速度模糊。
地物杂波:包括固定地物杂波和超折射地物杂波(AP杂波)。
一般雷暴(单个单体雷暴)
单个单体雷暴—在其生命发展史中自始至终只有一个孤立单体的风暴。 水平尺度:5-10km; 生命史:<1小时;雷达回波特征:回波较垂直,单体对称,少移,冰 雹小,灾害小。回波强度相对较弱,回波面积小,发展高度低、生命史较短,上升与下沉气流 无明显的倾斜性,气流结构易受损坏,不易发展强盛。
雷达基本产品反射率因子,平均径向速度和径向速度谱宽三 种基数据。
SA和SB两种雷达,反射率因子基数据沿雷达径向的分 辨率为1km,沿方位角方向的分辨率为1°,即1km*1°,平均 径向速度和速度谱宽基数据的分辨率为0.25km*1°;扫描仰角 从0.5°到19.5°。
SA和SB两种雷达,反射率因子观测范围为460km,径 向速度和谱宽为230km;大部分算法适用的范围位于230km内。 CC和CD型雷达的观测范围只有150km。
在中等到高的CAPE和弱的深层垂直风切变情况下,可以出现的唯 一强风暴是脉冲风暴,其不是一种独立的对流风暴类型,是以多单体风暴 形态出现,含有一个或多个脉冲单体。
雷达基本工作原理ppt课件

工作波长越短,天线水平波束宽度越窄,方位分辨率和测方位进 度越高
4 抗杂波干扰能力的关系
工作波长越短,雨雪海浪等对雷达波德反射越强,干扰越大
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5.2 脉冲宽度对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
脉冲宽度越大,能量越大,作用距离越大
2 对最小作用距离的关系
固定距标圈 荧光屏边缘
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理 Δ t: 往返于天线与目标的时间, C: 电磁波在空间传播速度3×108m/s。
R
=
1 C
×Δ
t
2
2. 雷达测向原理 借助于定向天线 - 扫描.
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2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
测 (2)
无视线限制
测量目标参数 距离,方位,速度,航向...
导航 (1) 避碰
(2) 定位
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雷达/ARPA, ECDIS, GPS/DGPS和自动舵构成的自动 船桥系统是未来主要的导航系统
8
1.3雷达考核内容
雷达结构及其工作原理 雷达影像失真的特点及其产生原因 影响雷达正常观测的诸要素 雷达测距/测方位 雷达定位与导航 雷达航标
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5.1 工作波长对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
正常天气观测较小的物标时,3cm雷达的rmax要比10cm的大 雨雪天,则10cm雷达的rmax要比3cm雷达的大得多
2 对距离分辨率和测距精度的关系
工作波长越短,脉冲前沿越短,测距精度高;脉冲前沿越短,有 利于缩短脉冲宽度,提高距离分辨率
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雷达产品生成子系统(RPG)
RPG是一个多功能的单元。它由宽带通讯线路 从RDA接受数字化的基数据,对其进行处理生成 各种产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户。 RPG还可以通过雷达控制台(UCP)对RDA进行 监控(遥控方式)。RPG是整个雷达系统的指令 中心。
中国气象局计划在全国范围内建设126部CINRAD多普勒天气雷达, 其中有66部S波段多普勒天气雷达,60部C波段多普勒天气雷达。图中 红色圆点表示S波段。兰色方块表示C波段雷达。
一般,在沿海地区安装S波 段雷达,内陆地区安装C波段 雷达,这样可以减少衰减, 成本也较小。 S波段雷达与C 波段雷达价格相差10倍。
雷达图上,一般用紫色时表示不能识别的 值,观测时通过调整要尽量使紫色最小。
什么是Doppler速度 风矢量的径?向分量
不完全是水平的径向分量 一个体积内的主要风矢量 (注意:不是平均风矢量) 不是同一水平面上的风矢量( 仰角不是零度) 风矢量的代表性(多尺度性) 误差 (器差,信息提取误差) 云、雨粒子的三维运动矢量
CINRAD雷达与常规 天气雷达相比的优势
1.灵敏度提高 2.分辨率提高 3.具有风场探测 4.具有三维数据的自动采集能力 5.具有一套科学的数据处理的能力
频率控制精 度10-9 !
10
•较合理的硬件工作模式和观测模式
为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大 的不模糊径向速度,在雷达硬件工作模式方面,采用了连 续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B,对雷达脉 冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合 ,以适应上述要求。在观测模式方面,设有四种观测模式 ,其中:降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种,以适应 不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大 ,接受机灵敏度高,还设有晴空模式:VCP31模式和VCP32 模式,用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模 式中,为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径 向速度,雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实 现上述目标。
多普勒天气雷达PPT课件
波长11.3cm 直径5.7m,2.2m 增益38dB 功率1MW
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中国新一代天气雷达
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3、雷达回波形成的机制
一是降水粒子的后向散射形成的。 二是由于晴空大气折射指数不均匀产生 的后向“散射”或内反射而形成的。
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4、雷达气象方程
Pபைடு நூலகம் 1Pt0G22l4n2h212R12
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国内独立研制sc波段移动型cinrad产品型号分为两类八种型号中美合资生产sa波段增强型sb波段标准型ca波段增强型cb181999双偏振天气雷达实现对降水进行分类与识别双波长天气雷达推测被测粒子的大小多参数天气雷达提供云及降水物的尺寸相态和类型等信息多基地天气雷达能测出诸如风场的三维矢量降雨粒子的垂直速度等信息机载天气雷达雷达分辨力精度和灵敏度好相控阵天气雷达优点很多是天气雷达的发展方向20波长32cm直径15m增益38db功率75kw波长32cm直径55m11m功率180kw波长56cm直径37m增益38db功率250kw21波长107cm直径4m增益36db功率600kw波长113cm直径57m22m增益38db功率1mw22中国新一代天气雷达23一是降水粒子的后向散射形成的
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天气雷达发展历史
一般,在沿海地区安装 S波段 雷达,内陆地区安装 C波段雷达, 这样可以减少衰减,成本也较小。 S波段雷达与 C波段雷达价格相差1 倍。
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中国气象局颁发了新一代多普勒天气雷达
统一型号命名规定:
CINRAD产品型号,分为两类八种型号
中美合资生产
SA — S波段增强型 SB — S波段标准型
波段雷达建设。
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《雷达基本工作原理》PPT课件(2024)
雷达抗干扰与隐身技术探讨
2024/1/28
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常见干扰类型及抗干扰措施
有源干扰
通过发射与雷达信号相似的干扰信号,使雷达难以区分目标 回波和干扰信号。
2024/1/28
无源干扰
利用反射、散射等方式,使雷达信号偏离目标或产生虚假目 标。
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常见干扰类型及抗干扰措施
01
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03
信号处理技术
采用先进的信号处理技术 ,如脉冲压缩、动目标检 测等,提高雷达抗干扰能 力。
2024/1/28
雷达定义
利用电磁波的反射原理进行目标 探测和定位的电子设备。
发展历程
从20世纪初的萌芽阶段到二战期 间的广泛应用,再到现代雷达技 术的不断创新和发展。
4
雷达应用领域及重要性
应用领域
军事、民用航空、气象、海洋监测、 地质勘探等。
重要性
在各个领域发挥着不可替代的作用, 如保障国家安全、提高航空安全、预 测天气变化等。
强化信号处理部分
信号处理是雷达技术的核心,建议增加相关 课时和实验,深入讲解信号处理技术。
2024/1/28
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课程安排建议和拓展学习资源推荐
• 引入新技术:随着科技的发展,新型雷达技术不断涌现,建议课程中加入新型雷达技术的介绍和 讨论。
2024/1/28
34
课程安排建议和拓展学习资源推荐
2024/1/28
02
在安检、反恐、生物医学等领域 具有潜在应用价值。
2024/1/28
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06
总结回顾与课程安排建议
2024/1/28
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关键知识点总结回顾
雷达基本概念
雷达是一种利用电磁波进行探测和测 距的电子设备,广泛应用于军事、民 用等领域。
天气雷达的基本工作原理和参数
天气雷达的基本工作原理和参数1. 天气雷达的简介你有没有想过,咱们在家喝着茶、看着电视的时候,外面那乌云密布、闪电交加的场景是怎么被提前知道的?其实,这一切都要归功于天气雷达。
没错,它就像个高科技的“天气侦探”,帮助我们预测天气变化,避免被突如其来的大雨淋得湿透。
那它到底是怎么工作的呢?今天咱们就来聊聊这个话题,保证你看完之后能对天气雷达有个全面的了解,顺便也能在聚会中引起别人的注意,绝对不是白白浪费你的时间!2. 工作原理2.1 雷达的基本原理说到天气雷达,咱们得先从它的基本原理聊起。
雷达的全名是“无线电探测与测距”,其实就是通过发射无线电波,来探测周围的物体。
想象一下,你在夜晚对着朋友大喊,他们如果回应你,那就能把你们的距离算出来。
天气雷达也是如此,它发射出无线电波,遇到雨滴、雪花等气象现象时,波会被反射回来。
通过测量反射回来的时间,雷达就能计算出这些天气现象离我们有多远,甚至还能判断出它们的强度和运动方向。
2.2 数据处理不过,发射和接收可不是全部。
收到数据后,雷达还要经过一番“加工”,才能给我们提供准确的信息。
就像做饭一样,食材不够新鲜,做出来的菜可就没味儿了!雷达的数据处理系统会将这些信号转换成图像,显示在显示屏上。
你会看到一幅幅五颜六色的图,绿的代表小雨,黄的代表中雨,红的则是大雨,简直是一幅“天气艺术画”!而且,这些图像还会动态更新,让你能随时掌握天气变化,真的是科技的力量啊!3. 雷达的参数3.1 重要参数当然,天气雷达还有一堆技术参数,这些可都是关键的“秘笈”哦。
首先是“探测范围”,也就是雷达能探测多远的距离。
一般来说,大多数天气雷达的探测范围在几百公里到几千公里之间,够让你提前做好准备,不至于被突如其来的暴风雨打个措手不及。
接下来是“空间分辨率”,这个听起来很高大上,其实就是雷达能分辨出多小的天气现象。
好的雷达可以把雨滴的分布清晰地显示出来,让你一目了然。
3.2 效率与精度再说说“探测时间”,这个可是个好玩意儿。