高频电压(电流)由振荡器产生,配以适当的高频功率放大器。把高频电压(电流)送给天线,就能转化为电磁波。雷达的电磁波有很强的指向性要求,因此应用强指向性的发射(接收)天线。为了搜索不同方位,这些天线往往还需要不断转动。雷达,将电磁能量以定向方式发设至空间之中,藉由接收空间内存在物体所反射之电波,可以计算出该物体之方向,高度及速度并且可以探测物体的形状,以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。
1922年美国泰勒和杨建议在两艘军舰上装备高频发射机和接收机以搜索敌舰。1924年英国阿普利顿和巴尼特通过电离层反射无线电波测量赛层的高度。美国布莱尔和杜夫用脉冲波来测量亥维塞层。1931年美国海军研究实验室利用拍频原理研制雷达,开始让发射机发射连续波,三年后改用脉冲波1935年法国古顿研制出用磁控管产生16厘米波长的撜习窖捌鲾,可以在雾天或黑夜发现其他船只。这是雷达和平利用的开始。1936年1月英国W瓦特在索夫克海岸架起了英国第一个雷达站。英国空军又增设了五个,它们在第二次世界大战中发挥了重要作用。1937年美国第一个军舰雷达XAF试验成功。 1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。1943年美国麻省理工学院研制出机载雷达平面位置指示器,可将运动中的飞机柏摄下来,他胶发明了可同时分辨几十个目标的微波预警雷达。1947年美国贝尔电话实验室研制出线性调频脉冲雷达。50年代中期美国装备了超距预警雷达系统,可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普勒雷达。 1959年美国通用电器公司研制出d道导d预警雷达系统,可发跟踪3000英里外,600英里高的导d,预警时间为20分钟。 1964年美国装置了第一个空间轨道监视雷达,用于监视人造地球卫星或空间飞行器。1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。与此同时,数字雷达技术在美国出现。
雷达一词来自英语radar,无线电波探测装置。它号称“千里眼”。看到“雷”这个字,马上会让人想到天边的雷鸣和闪电,突出了一个快字。自然,雷达这种“千里眼”的作用也就让人印象更深了。
气象雷达是专门用于大气探测的雷达。属于主动式微波大气遥感设备。与无线电探空仪配套使用的高空风测风雷达,只是一种对位移气球定位的专门设备,一般不算作此类雷达。
气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气系统(如台风和暴雨云系)的主要探测工具之一。
常规雷达装置大体上由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置、电子计算机和图象传输等部分组成。
工作在30~3000兆赫频段的气象多普勒雷达。一般具有很高的探测灵敏度。因探测高度范围可达1~100公里,所以又称为中层-平流层-对流层雷达(MSTradar)。它主要用于探测晴空大气的风、大气湍流和大气稳定度(见大气静力稳定度)等大气动力学参数的铅直分布。
气象雷达使用的无线电波长范围很宽,从1厘米到1000厘米。它们常被划分成不同的波段,以表示雷达的主要功能。气象雷达常用的1、3、5、10和20厘米波长各对应于K波段(波长075~24厘米)、X波段(波长24~375厘米)、C波段(波长375~75厘米)、S波段(波长75~15厘米)和L波段(波长15~30厘米),超高频和甚高频雷达的波长范围分别为10~100厘米和100~1000厘米。雷达探测大气目标的性能和其工作波长密切有关。把云雨粒子对无线电波的散射和吸收结合起来考虑,各种波段只有一定的适用范围。常用K波段雷达探测各种不产生降水的云,用X、C和S波段雷达探测降水,其中S波段最适用于探测暴雨和冰雹,用高灵敏度的超高频和甚高频雷达可以探测对流层-平流层-中层的晴空流场。
气象雷达
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