雷达气象总复习
前言1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。
2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。
按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S 波段和C 波段两种类型，S 波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C 波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。
3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。
4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI 扫描、RHI 扫描和VOL 体扫描。
5) S 波段天气雷达波长在10cm 左右；C 波段天气雷达波长在5CM 左右；X 波段天气雷达波长在3cm 左右第1章散射1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。
2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。
3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？当 α <0.13时，发生瑞利散射当 α >0.13时，发生米散射当θ = 0º 或 180º 时.表明粒子的前向和后向散射为最大;当θ = 90º 或 270º 时.表明粒子没有侧向散射。
若θ = 0º 或 180º，则表明其在 Y-O-Z 平面内各向同性散射。
4) 什么是米散射及米散射的特点？散射波的能流密度是各向异性的，大部分散射能量集中在θ = 0º 附近的向前方向上，且α 值越大，向前散射的能量占全部散射能量的比重越大；2rD ππαλλ==其中λ 为雷达波长， r 为粒子半径， D 为粒子直径5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。
6) 什么是雷达反射率η？单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。
7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多；8) 晴空回波产生的原因是什么？湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
9)雷达反射率因子Z 及与雷达反射率的差异？A.雷达反射率与波长有关B.雷达反射率因子与波长无关，大小只取决于云雨滴谱的情况第2章衰减1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。
2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。
3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。
5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系第三章 雷达气象方程1) 什么是天线增益G ？定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。
2) 天线增益的物理意义由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。
3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。
4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。
5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。
6) 解释雷达气象方程60()(1.29)Z n D D dD ∞=⎰02220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θϕψπλ--⎰=⨯+， 各物理参数的意义。
Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益，θ水平波束宽度，ψ垂直波束宽度，h 脉冲宽度，λ波长，Ψ充塞系数，R 目标物到雷达的距离，m 负折射指数因子，Z 雷达反射率因子，k 衰减系数7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。
a 关于发射功率P r增大发射机的功率要视具体情况而定。
b 关于脉冲宽度 h增大 h ，回波功率增大，可以提高探测距离；增大 h ，使雷达的分辨率降低，盲区增大；解决办法：或者采用适当的脉冲长度，或者采用可变的脉冲长度。
c 关于波束宽度增大波束宽度不仅会使天线发射的能量更加分散，减弱回波能量；而且很难保证距离较远处的充塞程度；d 关于天线增益 G增大天线增益是提高雷达探测能力的一个重要途径，但在波长不变的情况下提高其几何截面积可以实现 G 的增大，但太大又使其转动性能、抗风能力下降；第4章 折射1) 什么是大气折射？光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。
2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。
3) 折射指数N 随气压P ,水汽压e 的增大而增大，随温度的减小而增大。
4) 实际大气的N 值一般随高度的增加而减小。
5) 什么是等效地球半径'm R ？由于大气折射，雷达波的传播路径通常是弯曲的，不利于计算和分析。
为此，假设地球半径m R 加大到某一数值'm R ，使得电磁波在以'm R 为半径的球面上沿直线传播时的最大探测距离与其在真实地球表面沿曲线传播时的最大探测距离相同，则称'mR为等效地球半径。
6) 常用的折射指数单位，除了N单位外，还有M单位和B单位。
7) 用文字描述或示意图方式，解释说明雷达电磁波在大气中折射的几种形式，及每种折射形成的条件。
第5章雷达探测能力和精度1) 用测高公式2sin2'mRH h RRδ=++,计算下面两种情况回波的高度H。
1：雷达架设高度为158m，在标准大气折射情况下，即等效地球半径为8500km，在1.0度仰角的PPI回波图中，有一强回波，回波的位于（32度，150km），请计算该回波的高度H（四舍五入保留小数点后两位）。
sin(1.0)0.018sin(32.0)0.530≈≈2：雷达架设高度为1.2km，在临界大气折射情况下，在0.0度仰角的PPI回波图中，有一强回波，回波的位于（15度，100km），请计算该回波的高度H（四舍五入保留小数点后两位）。
sin(15.0)0.259≈2) 什么是雷达分辨率？雷达在屏幕上所能分辨的两个目标物的最小实际距离。
3) 雷达的空间分辨率可以分成径向分辨率和切向分辨率；径向分辨率与脉冲长度等有关；切向分辨率与波束宽度等有关；4) 一般来说雷达的径向分辨率要比切向分辨率高。
第7章雷达定量测量降水1) 解释说明雷达估测降水的原理。
由于雷达反射率因子Z 和雨强I 都与雨滴谱分布有关，即Z 和I 都与雨滴直径D 和雨滴数浓度N(D)有关。
Z 正比于雨滴直径的6次方，R 正比于雨滴直径的3次方，因此可建立Z-I 关系式，即b Z aI =，a,b 为系数，由于雷达可以探测获得雷达反射率因子Z ，通过Z-I 关系式，就可得到雨强I 。
2) 雷达估计降水的误差原因。
主要原因是Z-I 关系不稳定，相同的雷达反射率因子Z 可能对应不同的雨强I ，或者相同的I 可能对应不同的Z 。
Z-I 关系中的a ，b 系数随地区、季节、降水类型的不同而不同。
Z 测量误差①固定地物杂波： 地物杂波为静止的或近似静止的非气象目标物的回波。
如果这些能量不被滤掉，并输入Z-I 方程，那么在地物杂波范围内降水量是过高估计的。
②超折射地物杂波： 这些由超折射引起的地物杂波包含在Z-I 方程里，就象正常地物杂波那样会引起降水的过量估计。
③波束部分充塞： 波束部分充塞一般对距离雷达较远的气象目标是个问题。
④湿的天线罩： 如果天线罩被大雨或部分冻雨弄湿，雷达会低估较远处目标物的降水强度，因为雷达电磁波被湿天线罩衰减。
⑤不正确的硬件定标： 不正确的硬件定标会影响降水估计的准确性。
Z-I 关系误差Z-I 关系是半经验公式，由于因此，雨滴直径D 的改变，引起降水强度I 发生变化的同时，反射率因子Z 会产生更大的变化。
降水在波束以下的影响误差①强水平风： 强水平风（云底以下的）把降水吹得远离了样本目标物的正下方的位置，吹到另一个完全不同的样本目标物的下方了。
②雷达波束下面的蒸发： 雷达波束下的蒸发会引起雷达对实际落到地面降水的过高估计。
极端的例子是番状云，雷达在云里的估计相对准确，但到达地面是小雨或无雨。
这情况在西部地区频繁发生。
③在雷达波束下的并合： 在雷达波束下的合并最可能发生在热带地区，但在美国大陆的许多地方也有发生。
在这种情况下雷达会低估降水率，因为热带气团中大量的小水滴被雷达波扫到60()Z n D D dD ∞=⎰()()max 30(7.5)6j D j j j D I N D D v D D π==∆∑了，但当它们降落到雷达波束下面时开始碰撞增长。
最高的dBZ 值经常发生在风暴较低部位，雷达扫描线以下。
其它来源：误差产生原因很多，异常复杂。
其它因素还有，衰减、折射、地物阻挡、零度层亮带、电磁干扰、冰雹污染、旁瓣假回波、二次回波（距离模糊）...3) 用雨量计实时校准,可减小雷达估测降水的误差。
请简单说明三种常用的雨量计校准方法。
4) ①距离加权法 ②卡尔曼滤波法卡尔曼滤波器由一系列递归数学公式描述。
它们提供了一种高效可计算的方法来估计过程的状态，并使估计均方误差最小。
卡尔曼滤波是线性无偏最小方差递推滤波。
③、变分校准法第9章雷达回波强度的识别与分析1) PPI 扫描是固定仰角，雷达在360度方位上做圆锥面扫描。
2) VOL 体扫描，多仰角PPI 组合扫描。
3) 雷达回波分非气象回波和气象回波，其中气象回波又分为降水回波和非降水回波。
4) 非气象回波主要是地物、鸟类、昆虫、海浪等非气象目标物对雷达电磁波的散射或反射而引起的，或者是由于雷达的性能引起的虚假回波。
5) 地物回波的特点？回波边缘特别清晰，位置固定不变，且回波和地物所在的位置是一致的。
6) 降水回波分为三类，层状云连续降水回波（片状回波）、对流云阵性降水（块状回波）、积层混合云降水（絮状回波）。
7) 零度层亮带是层状云降水的一个重要特征，通常出现在零度等温线以下几百米的地方。
8) 什么是零度层亮带？它的产生原因是什么？零度层亮带：在实际大气温度0℃以下300－500m 形成一个回波强度强的亮带。
是层状云连续降水的标志。
A 融化作用 ：在冰晶或雪花掉到0℃层以下融化成水滴的过程中，表面常先溶化并形成有一定厚度的水膜，其介电性质与水相同，由冰融化成水，介电常数大约增加20倍左右，经计算，这个作用可使雷达散射能力增加5倍左右。
()l l l l P W r r 为基准雨量点处的校准因子，是由r 决定的权重因子，是各基准雨量距该网格点（i,j ）的距离()(,)(7.24)()l l l W r P p i j W r =∑∑B碰并聚合效应：粒子在下降溶化过程中，有强烈的碰并聚合作用，在大多数情况下，能碰并聚合50—100 个粒子，甚至更多。
雷达原理复习总结（可编辑）
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，RadioDetectionandRanging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现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、全天时获取目标信息。
从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息？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，有时也称为倾角或高低角。
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，为电磁波往返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)距离测量分辨率两个目标在距离方向上的最小可区分距离最大不模糊距离3、目标角度的测量方位分辨率取决于哪些因素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。
发射机：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，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线：将发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。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章1、雷达发射机的任务为雷达提供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、雷达发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、雷达发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发射机产生信号的原理，以及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。
优点：简单、廉价、高效；缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干；主振放大式：固体微波源：是高稳定度的连续波振荡器。
雷达气象学考试复习知识讲解
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。
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。
雷达原理和系统复习
双天线测角精度低于三天线
多卜勒信息的提取
ƒd与ƒ0相比很小 ƒd / ƒ0 = 2v / C 提取 ƒd 要用差拍方法.即： ƒr 、ƒd 的差值
1、连续波多卜勒雷达
连续波 发射机
放大器 相检器
多卜勒 滤波器
指示器
ƒ0
ƒ0
ƒ0 ƒd
产生频率为f0的等幅高频振荡
少量发射能量耦合至接收端作为基准电压
由于M个等幅相参中频脉冲可以提高输出信噪比M倍,则达到原来要求的作用距离只需原来发射功率的1/M.
大气折射和雷达直视距离
改变雷达的测量距离,产生测距误差；引起仰角测量误差
原因：
大气成分随时间、地点而改变,且不同高度的空气的密度也不相同,大气密度随高度变化的结果使折射系数对高度增加而减小.因此电磁波在正常大气下的传播折射常使电波射线向下弯曲.
利用多个天线所接收到的回波信号间的相位差测角
实现方法：将两天线收到的高频信号与同一本振差频后在中频上比相.
相位法测角原理
测角误差与多值性问题
测角误差
当 ，此时 ， 可能超出2π，
实际读数
解决方法
三天线测角
测角原理：利用天线收到的回波信号幅度来做角度测量.幅度变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式.
超外差技术 如图所示,当接收的电波频率fRF变化时,本振频率fL和选频滤波器的中心频率f0= fRF能够同步改变,从而使输出的fIF固定不变,这种技术称为外差技术,当fIF低于fRF而高于信号带宽B时就称为超外差技术.超外差技术具有灵敏度高、选择性好、工作稳定、中频部分可标准化等优点.
选频滤波
混频器
本振
滤波
解调
滤波
无线电波
解调输出
雷达复习
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’。
雷达气象学复习重点
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。
南京信息工程大学雷达气象总复习_
1、按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。
160多部新一代多普勒天气雷达。
S 波段和C 波段两种类型，S 波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C 波段雷达部署在东北、西北、3、天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。
4、天气雷达最常用的扫描方式有PPI 扫描、RHI 扫描和VOL 体扫描。
、S 波段天气雷达波长在10cm 左右；C 波段天气雷达波长在5CM 左右；X 3cm 左右6、散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。
7、粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。
8、雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子粒子的后向散射能力越强。
9、相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多；10、造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。
11、造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。
12、水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 13、云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。
14、雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系15、有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。
16、有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。
17、充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。
的传播速度不同而引起的。
N 随气压P,水汽压e 的增大而增大，随温度的减小而增大。
N 值一般随高度的增加而减小。
N 单位，还有M 单位和B 单位。
雷达的空间分辨率可以分成径向分辨率和切向分辨率；径向分辨率与脉冲长度等有关；切向分辨率与波束宽22、一般来说雷达的径向分辨率要比切向分辨率高PPI 扫描是固定仰角，雷达在360度方位上做圆锥面扫描。
VOL 体扫描，多仰角PPI 组合扫描。
雷达原理复习
总噪声
1.简述现代雷达的发展趋势。（15分） A采用先进的组网技术，组网中的米波雷达是有良好的反隐身能力。 B超视距后向散射雷达：探测距离远，覆盖面积大 C双/多基地雷达：可实现探测的空间分集 D机械旋转探测向电子探测发展 F相控阵雷达连续出现，不仅用于战略也用于战术雷达 E高机动雷达适度发展 G低截获概率雷达是主动雷达的发展方向 2.现代雷达的隐身和反隐身技术有哪些？ （10分） 现代雷达的隐身技术：A 降低飞行棋反身的RSC（雷达有效反射面）B 采用吸波材料 C 超低空飞行 反隐身技术：A超视距后向散射雷达 B极宽频带雷达 C采用双/多基地雷达 D采用组网技术F无载波雷达 3.什么是双/多基地雷达系统？与单基地雷达系统相比，双/多基地雷达系统的优缺点是什么？ （15分） 双/多基地雷达系统是由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机组成的统一的雷达系统。 优点：在抗后向有源干扰和抗反辐射方面有明显优势。可以监视探测的空间分集，以此来发现隐身飞行器。 缺点：不同的测量坐标系和技术实现的复杂性 时间和频率的同步需要从发射站提供基层传送到接收机 空间同步要保证一时刻收发天线波来覆盖同一空域
• • •
• • •
• •
1 请简述要提高雷达的探测距离，有哪些方法？(第三章)（分别从发射机、接收机和天 线角度进行说明） 发射机角度：A提高峰峰值功率B提高脉冲宽度C减少脉冲重复频率D提高占空比F增大 脉冲重复周期 接收机角度：A提高灵敏度B较少噪声电平C使接收机有足够的增益D减小识别系数F减 小带宽E降低噪声系数 天线角度：A增大天线尺寸B减小波束宽度C提高天线高度D增加天线发射仰角 2 什么是雷达接收机的灵敏度和噪声系数，并阐述其物理意义。 灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力，用最小’可检测信号功率Simin 表示。目前， 超外差式雷达接收机的Simin＝-120～-140dBw，保证这个灵敏所需接收机的增益 gain =120～160dB ，主要由中频放大器来完成。 噪声系数：接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值 3 接收机的噪声系数主要取决于接收机的前几级还是后几级？为什么？要使接收机的总 噪声系数Fo减小，需减小Fi，增大Gi，而各级内部噪声的影响并不一样，级数越靠前， 对Fo影响越大，所以Fo 取决于最前几级，所以接收机要采用高增益低噪声高放。
航空雷达原理复习题及答案
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。
雷达讲义(复习)
1．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。
对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。
对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。
2．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。
3．新一代天气雷达观测采用的是时。
计时方法采用24小时制，计时精度为秒。
4．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（）、（）和（旋转）等特征。
5．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化的6．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF 测（速度）。
7．在强回波离雷达（较近）时，有可能产生旁瓣造成虚假回波.8．降水粒子的后向散射截面是随粒子尺度增大而（）。
9．Ze的物理意义是（所有粒子直径的６次方之和）。
10．在雷莱散射时，散射截面Qs比后向散射截面 （小）。
11．大水滴的后向散射截面总比小水滴的后向散射截面（大很多）。
12．在50km以外，我国新一带天气雷达的降水估测使用的仰角是0.5度。
13．对于靠近雷达的强对流回波，应尽量用（抬高）仰角。
14．反射率因子的大小反映了气象目标内部降水粒子的（尺度）和（数密度），常用来表示气象目标的强度。
15．单位体积中云雨粒子后向散射截面的总和，称为气象目标的（反射率）。
16．多普勒天气雷达的应用领域主要在于对灾害性天气的监测和预警。
还可以进行较大范围的降水定量估测，获取降水和降水运体的风场结构，改善高分辨率数值天气预报模式的（初值场）。
17．新一代天气雷达回波顶高产品中的回波顶高度（小于云顶高度）。
18．雷达探测到的任意目标的空间位置可根据仰角）、（方位角）、（斜距）求得。
19．在大气基本满足水平均匀并且雷达周围有降水的条件下，通过分析某一个仰角扫过的圆锥面内径向速度的分布，可以大致判断雷达上空大尺度的（风向、风速）随高度变化的情况。
雷达气象课后作业期末复习整理版
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。
一旦信号产生，就被送到天线。
②天线(天线沿一定的仰角，围绕自身旋转360°，圆锥面扫描)将发射机产生的脉冲信号以波束的形式发送到大气，并接收返回的能量，确定目标物的强度，同时确定目标物的仰角、方位角和斜距，进行定位。