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風廓線雷達的天線採用什麼技術

發布時間:2022-06-29 20:25:13

A. 風廓線雷達的特點

(1)獲取資料的時間和空間解析度高,風廓線雷達的測量具有很高的時間和空間解析度。測量數據輸出的時間間隔可以短到幾分鍾,數據的空間解析度一般在幾十米的量級,可以給出較密的廓線資料。從此意義上講風廓線雷達的測量具有連續和實時的特點。
(2)獲取資料的種類多,風廓線雷達能夠提供多種氣象信息。風廓線及其隨時間的演變是風廓線雷達提供的基本氣象資料,包括水平風廓和垂直風廓線等。在獲取風場資料的同時,從連續的觀測數據序列中,可以分析出切變線、大氣重力波動和大氣穩定度等信息。通過多波束的測量可以估算水平散度和變形量等更多的氣象信息。從Doppler譜寬可以獲取湍流信息,從雷達反射率可以得到反映湍流強度的湍流結構常數。總之,風廓線雷達在提供詳細的風場結構及其隨時間演變的同時,還能夠提供大量的可以用於大氣科學研究和天氣預報的有用信息。特別是,常規探測手段很難獲取這些資料。
(3)遙感方式,風廓線雷達屬於遙感風速計,特別適合需要無球探測的場合,如機場的測風應用。

B. 風廓線雷達的原理

大氣中折射率的不均勻能夠引起對電磁波的散射,其中大氣中的湍流活動導致折射率漲落而引起的散射(即湍流散射),散射層的運動和湍流塊的運動都可造成返回電磁波信號的多普勒頻移,採用多普勒技術可以獲得其相對於雷達的徑向速度,通過進行多射向的速度測量,在一定的假定條件下可估測出回波信號所在高度上的風向、風速和垂直運動,從而獲取大氣風廓線資料。用於這一探測目的的脈沖多普勒雷達稱為風廓線雷達 。

C. 關於大氣微波遙感:晴空測風雷達(或稱風廓線雷達)使用那些波段主要獲得什麼信息

都是利用多普勒頻移技術來探測風速和方向的。新一代多普勒天氣雷達採用X、C、S波段,PPI產品看,風在水平方向上負色標是指風吹向向雷達站,正色標是指風遠離雷達站;風在垂直方向上,風由下向上吹為輻合,由上向下吹為輻散。風廓線雷達(聲雷達)有4個喇叭超天空發射聲波,利用多普勒頻移原理可以測風速風向,同時可以利用聲波在不同溫度大氣中傳播速度不一樣反算出各層大氣溫度。大概是這樣吧。

D. 急需一篇軍用雷達論文,大家幫個忙啊!

無線電是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,是其中的一個有限頻帶,上限頻率 在300GHz(吉赫茲),下限頻率較不統一, 在各種射頻規范書, 常見的有三 3KHz~300GHz(ITU-國際電信聯盟規定), 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz。

無線電技術是通過無線電波傳播信號的技術。
無線電技術的原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調制可將信息載入於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。

麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成於1861年至1865年之間。

海因里希·魯道夫·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性,並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達,通常稱為波動方程。

1906年聖誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州採用外差法實現了歷史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏「平安夜」和朗誦《聖經》片段。位於英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目。

發明

關於誰是無線電台的發明人還存在爭議。

1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。在為「費城富蘭克林學院」以及全國電燈協會做的報告中,他描述並演示了無線電通信的基本原理。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。

古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,「電脈沖及信號傳輸技術的改進以及所需設備」。

尼科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而,美國專利局於1904年將其專利權撤銷,轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟後盾人物,包括湯瑪斯·愛迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。1909年,馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由於「發明無線電報的貢獻」獲得諾貝爾物理學獎。

1943年,在特斯拉去世後不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專利有效。這一決定承認他的發明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出於經濟原因。這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。

1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠,僱傭了大約50人。

無線電的用途

無線電的最早應用於航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種應用形式,包括無線數據網,各種移動通信以及無線電廣播等。

以下是一些無線電技術的主要應用:

通信

聲音

* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調制技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。 這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。
* 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調制而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作於甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近於光波直線傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。
* 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
* 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的帶寬。相對於調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。
* 民用或軍用高頻話音服務使用短波用於船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。
* 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。

電話

* 蜂窩電話或行動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標准包括:GSM,CDMA和TDMA。運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標准為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線

電視

* 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻並合成在同一信號中傳播。
* 數字電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的帶寬。

緊急服務

* 無線電緊急定位信標 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。

數據傳輸

* 數字微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調制(Quadrature Amplitude Molation,QAM)。QAM調制方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的帶寬上傳遞更大的數據量。
* IEEE 802.11是當前無線區域網(Wireless Local Area Network,WLAN)的標准。它採用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
* 藍牙(Blueteeth)是一種短距離無線通訊的技術。

辨識

* 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身份。(參見射頻識別)

其它

* 業余無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業余無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,單邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業余愛好者首先應用的。

導航

* 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鍾的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。
* Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位於陸地上。
* VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈沖。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。
* 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。

雷達

* 雷達通過測量反射無線電波的延遲來推算目標的距離。並通過反射波的極化和頻率感應目標的表面類型。
* 導航雷達使用超短波掃描目標區域。一般掃描頻率為每分鍾兩到四次,通過反射波確定地形。這種技術通常應用在商船和長距離商用飛機上。
* 多用途雷達通常使用導航雷達的頻段。不過,其所發射的脈沖經過調制和極化以便確定反射體的表面類型。優亮的多用途雷達可以辨別暴雨、陸地、車輛等等。
* 搜索雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鍾2-4次。有些搜索雷達應用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來
* 尋的雷達採用於搜索雷達類似的原理,不過對較小的區域進行快速反復掃描,通常可達每秒鍾幾次。
* 氣象雷達與搜索雷達類似,但使用圓極化波以及水滴易於反射的波長。風廓線雷達利用多普勒效應測量風速,多普勒雷達利用多普勒效應檢測災害性天氣。

加熱

* 微波爐利用高功率的微波對食物加熱。(註:一種通常的誤解認為微波爐使用的頻率為水分子的共振頻率。而實際上使用的頻率大概是水分子共振頻率的十分之一。)

E. 請教一題聲環境監測題目

風廓線雷達是通過向高空發射不同方向的電磁波束,接收並處理這些電磁波束因大氣垂直結構不均勻而返回的信息進行高空風場探測的一種遙感設備。風廓線雷達利用多普勒效應能夠探測其上空風向、風速等氣象要素隨高度的變化情況,具有探測時空解析度高、自動化程度高等優點。在風廓線雷達基礎上增加聲發射裝置構成無線電——聲探測系統,可以遙感探測大氣中溫度的垂直廓線。
風廓線雷達能夠提供以風場為主的多種數據產品。其基本數據產品包括徑向速度、譜寬、信噪比、水平風向、水平風速、垂直速度和反映大氣湍流的折射率結構常數cn2等的廓線。

F. 從地面到高空,北京冬奧會織就嚴密氣象探測網,都採用了哪些高科技

北京冬奧會的成功舉行運用了多種高科技手段,配備了多種高檔監測設備,包括自動氣象站、氣象雷達、雪狀雪溫觀測儀,還有測雲雷達、風廓線雷達等,為賽事精準地提供不同維度、不同高度的氣象數據服務。不得不說,有了這些設備和技術的保駕護航,冬奧會才能如此順利地進行。

總之,為了讓比賽順利進行,各種高科技設備就像身處在探測網格中的最小觸點,把賽場從地面到高空的所有精確數據完整地輸送給前方工作人員。

G. 雷達的發展趨勢是什麼

雷達(Radar,即 radio detecting and ranging),意為無線電搜索和測距。它是運用各種無線電定位方法,探測、識別各種目標,測定目標坐標和其它情報的裝置。在現代軍事和生產中,雷達的作用越來越顯示其重要性,特別是第二次世界大戰,英國空軍和納粹德國空軍的「不列顛」空戰,使雷達的重要性顯露的非常清楚。雷達由天線系統、發射裝置、接收裝置、防干擾設備、顯示器、信號處理器、電源等組成。其中,天線是雷達實現大空域、多功能、多目標的技術關鍵之一;信號處理器是雷達具有多功能能力的核心組件之一。
雷達種類很多,可按多種方法分類:
(1)按定位方法可分為:有源雷達、半有源雷達和無源雷達。
(2)按裝設地點可分為;地面雷達、艦載雷達、航空雷達、衛星雷達等。
(3)按輻射種類可分為:脈沖雷達和連續波雷達。
(4)按工作被長波段可分:米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達和其它波段雷達。
(5)按用途可分為:目標探測雷達、偵察雷達、武器控制雷達、飛行保障雷達、氣象雷達、導航雷達等。

H. 風廓線是什麼

風廓線:地面對風的摩擦阻力隨著離地面高度的增加而減小,從而使風速隨高度的增加而變大,並且隨著地面粗糙度的加大,風速隨距地面高度變化的現象就越發顯著。一定的地面粗糙長度下,風速隨距地面高度H的變化稱為風廓線。

I. 風廓線雷達工作原理與測距儀相似嗎

工作原理
雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似,當然,它不再是大自然的傑作,同時,它的信息載體是無線電波。 事實上,不論是可見光或是無線電波,在本質上是同一種東西,都是電磁波,在真空中傳播的速度都是光速C,差別在於它們各自的頻率和波長不同。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達天線接收此反射波,送至接收設備進行處理,提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離,距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。
測量距離實際是測量發射脈沖與回波脈沖之間的時間差,因電磁波以光速傳播,據此就能換算成目標的精確距離。
測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據仰角和距離就能計算出目標高度。
測量速度是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率多普勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發射頻率不同,兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在於雷達的同一空間分辨單元內時,雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。

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