雷达知识点汇总

88多普勒天气雷达探测的基本原理

1.天气雷达是探测（降水系统）的主要手段，是对强对流天气（冰雹、大风、龙卷和暴洪）进行监测和预警的主要工具之一。天气雷达发射（脉冲）形式的（电磁波）当电磁波脉冲遇到降水物质（雨滴、雪花、冰雹等）时，大部分会继续前进，而一部分能量被降水物质向西面八方散射，其中（后向散射）的能量回到雷达天线，被雷达所接收。根据雷达接收的降水系统的（回波）特征可以判别降水系统的特性（降水强弱）（有无冰雹）（龙卷和大风等）。

2.在我国东部和中部地区，装备先进的新一代 S 波段（10cm）和 C 波段（5cm）多普勒天气雷达系统。沿海地区设（S 波段）雷达，内陆地区设（C 波段）雷达。

3.新一代天气雷达系统的应用主要在于对（灾害性天气），特别是与（风害和冰雹）相伴的灾害性天气的监测和预警。它还可以进行较大范围降水的（定量估测），获取（降水）和（降水云体）的风场结构。

4.新一代天气雷达系统的性能要求：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）等小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度应不大于（-7dBZ s波段）或（-3dBZ c波段）。

5、新一代天气雷达的应用领域：（对灾害性天气的监测和预警）(定量估测大范围降水) (风场信息)(改善高分辨率数值天气预报模式的初值场)

6．新一代天气雷达采用（全相干）体制，共有（7）种型号，其中 S 波段有(3) 种型号，称为SA、SB、SC ，C 波段有(4)种型号，分别为CINRAD-CB、CC、CCJ、CD。

7.新一代天气雷达的三个主要部分：（雷达数据采集子系统RDA）、（雷达产品

生成子系统RPG）和（主用户终端子系统PUP）以及连接它们的（通信线路）。RDA 和 RPG 由一条（宽带）通讯线路连接，RPG 和 PUP 由一条（窄带）通讯线路连接。由 RDA 的数字化基本数据经过(RPG)中的各种算法生成一系列的产品。

8. RDA 由四个部分构成：（发射机）、（天线）、（接收机）和（信号处理器）。它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。

9．我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式目前只定义了其中的四个：

VCP11: 规定 5 分钟内对 14 个具体仰角的扫描；

VCP21：规定 6 分钟内对 9 个具体仰角的扫描；

VCP31：规定 10 分钟内对 5 个具体仰角的扫描；使用长脉冲。

VCP32: 规定 10 分钟内对 5 个具体仰角的扫描；使用短脉冲。

10．天气模式有两种：（降水）模式和（晴空）模式。降水模式使用（VCP11）或（VCP21），晴空模式使用（VCP31）或（VCP32）

11.业务运行常用的体扫模式有 VCP11、VCP21 和 VCP31，其中（V CP11）常在强对流风暴出现的情况下使用，而（VCP21）在没有强对流但有显著降水的情况下使用，其他情况下使用（VCP31）。

12.多普勒天气雷达测量的三种基数据是（反射率因子）、（平均径向速度）（谱宽）

13．天气雷达有哪些固有的局限性？

一是波束中心的高度随距离的增加而增加，二是波束宽度随距离的增加而展宽，三是静锥区的存在。前两点使雷达对远距离目标的探测能力降低，而第三点使雷达对非常近的目标物的探测能力受限。

14.气象目标对雷达电磁波的（散射）是雷达探测大气的基础。

15.（了解）后向散射截面：设有一理想的散射体，其截面面积为σ，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，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，则该理想散射体的截面面积σ就称为实际散射体的后向散射截面。

16.散射的分类：（瑞利散射）（米散射）

瑞利散射：在粒子尺度远小于电磁波波长的情况下，气体分子对可见光的散射属于瑞利散射云滴相对于天气雷达都是瑞利散射，大雨滴对Ｃ波段天气雷达属于米散射。在瑞力散射情况下，球形粒子的后向散射截面与（粒子直径的6次方成正比），（与波长的4次方成反比）。

17.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，是因为当电磁波投射到气体分子或云雨粒子上时，一部分能量被（散射），另一部分被（吸收）而转变成热能或其他形式的能量，从而使电磁波减弱。

18.

大气中折射的种类（五种如图）

超折射回波常是一些呈辐辏状排列的短线，超折射形成的气象条件：超折射是因为大气中折射指数 n 随高度迅速减小而造成的，折射指数随高度迅速减小，必须是气温向上递增，同时水汽压向上迅速减小，也就是常说的逆温。

负折射形成的气象条件是湿度随高度增加，温度向上迅速递减。

等效地球半径: 将天气雷达波束曲率“视为”地表曲率时的“地球半径” 标准大气的等效地球半径Rm=（8500km ）,是实际地球半径的（4/3倍）

19. 雷达主要参数：

脉冲宽度τ（μs ）：探测脉冲的振荡持续时间，称为脉冲宽度。由于探测脉冲具有一定的持续时间，因而它在空间也有一定的长度h （h=300 τ (m)）。我国新一代天气雷达使用两种脉冲宽度：短脉冲（1.57μs ）和长脉冲（4.71μs ），对应的空间长度分别约为（500m ）和（1500m ）。

脉冲功率Pt （kW ）：雷达发射机发射的探测脉冲的峰值功率，即脉冲持续时间内的功率（650-800kw ）

脉冲重复频率（PRF ）：每秒钟产生的触发脉冲的个数（300—1300Hz ） 脉冲重复周期（PRT ）：两个相邻脉冲之间的间隔时间(μs ），PRT=1/PRF

天线增益(G):在辐射功率相同的前提下，定向天线的最大辐射方向的能流密度与“各向均匀辐射”的天线的能流密度之比，我国新一代天气雷达（s 波段）的天线增益（≥44dB ）

接收机的灵敏度：雷达接收机具有的接收微弱信号的能力，用最小可变功率Pmin 表示，我国新一代天气雷达（s 波段）接收机的最小可测灵敏度对于短脉冲是（-107dBm ），长脉冲是（-113dBm ）

20、单个目标物的雷达方程：Pr=σπλ432

2r

4PtG ）（，单个目标的雷达回波功率与探测距离的四次方成反比。