文档介绍：天气雷达的基本工作原理2002-7-1212:42:11天气雷达间歇性地向空中发射电磁波(称为脉冲式电磁波),它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播,在传播的路径上,若遇到了气象目标物,脉冲电磁波被气象目标物散射,其中散射返回雷达的电磁波(称为回波信号,也称为后向散射),在荧光屏上显示出气象目标的空间位置等的特征。在雷达探测中,气象目标的空间位置是用雷达天线至目标物的直线距离R(亦称斜距),雷达天线的仰角和方位角来表示。斜距R可根据电磁波在大气中的传播速度C和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔来确定。电磁波在大气中传播速度是略小于它在真空中的传播速度,但对斜距精度影响不大,故近似用C来表示。(控制钟)是整个雷达的控制系统,它周期性地产生一个脉冲式的触发信号,触发脉冲输送到调制解调器和显示器,指挥它们开始工作。每秒种产生的触发脉冲数目,称为脉冲重复频率,以PRF(Pulse-Recurrence-Frequency)表示。两个相邻脉冲之间的时间间隔,称为脉冲重复周期,用T表示,它等于脉冲重复频率的倒数。实际工作中,可用公式计算脉冲重复周期的数值。,调制解调器产生调制脉冲。调制脉冲具有两个特性:(1)具有固定的脉冲宽度(也称为脉冲持续时间),以微秒为单位,也可以以脉冲的空间距离h表示,脉冲宽度直接影响探测距离和距离分辨能力即雷达盲区大小。探测近目标采用窄的脉冲宽度,在探测远目标时,为了增大回波信号的强度采用宽的脉冲宽度。--4微秒,随各种雷达探测目的不同而异。(2)调制脉冲提供一个合适的视频波形具有足够的幅度,,发射机产生短促又强大的特高频振荡,经天线向空间发射出去,即探测脉冲。发射机的主要技术参数有波长(或振荡频率f)和脉冲发射功率。(1)波长天气雷达通常使用的波长是厘米波,划分为K、X、C和S四个波段,K波段的雷达是用来探测非降水的云,X、C和S波段用于探测降水。(2)脉冲发射功率是指天线实际发射的峰值功率,如果忽略了波导管和天线的损耗,则脉冲发射功率将近似地等于发射机输出峰值功率。、波导管天线转换开关是将天线、发射机和接收机连接起来的一种装置。当天线和发射机接通时,发射机输出的特高频振荡脉冲电磁波顺利地到达天线,在这个时间内天线与接收机切断连通,电磁波不能进入接收机。在探测脉冲发射的间歇期,转换开关接通接收机,使天线接收到的回波信号能全部进入接收机。波导管是一种空心矩形金属管状导体,其内径大小随所携带信号的波长而异,脉冲信号经它传送到天线其损耗极小。(1)波束的宽度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,从波束剖面图可以看出,波束主轴附近能流密度大,波束的边缘能流密度小,能流密度的相对分布曲线,称为天线方向图,曲线上各点与坐标原点的连线长度,代表该方向相对能流密度大小。图中能流密度最大方向上的波瓣称为主波瓣,侧面和相反方向能流密度均小得多,分别称为旁瓣和尾瓣。在天线方向图上,两个半功率点方向的夹角,称为波束宽度。波束宽度越小,定向角度的分辨率越高,探测精度越高。天气雷达的波