高空气象探测——701测风雷达.doc

单元标题：第二章 701测风雷达 第一节 用途与工作原理 第二节 701测风雷达的组成及其作用 教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时： 教学目的与要求： 1、掌握701测风雷达的用途以及基本工作原理。 2、掌握701测风雷达的组成以及各分机的主要作用。 主要教学内容： 701测风雷达的用途、基本工作原理、整机组成以及各分机的主要作用。 教学重点与难点： 基本工作原理、整机组成以及各分机的主要作用。 课后作业： 1、701测风雷达的用途以及测角、测距原理如何？ 2、701测风雷达的整机组成有哪些？各分机的主要作用是什么？ 3、所谓二次雷达的含义如何？给出天线波瓣宽度的定义。 课后体会： 通过理论教学，同学们对所701测风雷达的工作原理、整机组成有了一定的了解，但对于各分机的主要作用还应进一步熟悉。 第二章 701测风雷达 第一节 用途与工作原理 用途：可借助探空气球携带的回答器探测测站上空0—30Km垂直范围内的高空温、压，湿和风的分布情况，为天气预报提供重要的高空气象探测资料。 基本工作原理：701测风雷达在地面不断向回答器发出“询问信号”，回答器受到触发后，向地面发回出一个“回答信号”，雷达根据回答信号的来向和天线指向，测定出每一瞬间回答器（探空气球）在空间的实际位置，即回答器的斜距、方位角和仰角，通过计算可得到气球在空中的移动轨迹，进从而得到高空风向和风速随高度的分布。 因为701测风雷达所跟踪的目标是有源的，即目标物携带回答器，故称二次雷达；而一般的雷达是无源的，是完全依靠目标物反射电波进行测距的，故称为一次雷达。 701测风雷达是根据天线波瓣偏扫，用等信号强度法的原理进行测角的。 天线波瓣：是天线方向性的一种表示方式，从波瓣的原点O（即天线）出发，可以引出许多射线，每根射线与基准方向之间的夹角就代表不同的方向，射线在波瓣上的交点距原点0 的长度，代表天线辐射（或接收）电波的强度。雷达天线有很强的方向性，通常用波瓣表示，只有一个方向上辐射（或接收）的电波强度最强，偏离这个方向，则强度逐渐减弱，直到等于零。 波瓣宽度：在波瓣图上，天线辐射（或接收）无线电波的强度等于最大强度的70％的两个方向间的夹角。 701测风雷达的垂直波瓣宽度≤10°水平波瓣宽度≤11.5°。 701测风雷达的天线分上、下、左、右四组，工作时分别由换相器控制，按上、右、下、左的顺序进行偏扫，利用垂直面上的波瓣可以测得天线仰角，利用水平面上的波瓣可以测得天线的方位角。 大气中各高度上的温、压、湿要素也是利用升空气球携带探空仪和回答器来完成的。探空仪由几个温、压、湿感应元件组成，这些元件随着大气中温、压、湿的变化而产生形变，温、压、湿的不同，使它们的形变大小也不同，通过指针将这些形变由电码筒转换为不同的电码信号，然后，由变化的电码去控制回答器，再由回答器将电码发回到地面，雷达接收机把信号接收下来，从而收集到大气中温、压、湿在各高度上的分布情况。 第二节 701测风雷达的组成及其作用 组成：共五个分机、一个系统，其名称为：发射机、接收机、定时器、测距显示器、测角显示器和测角指示装置，天线传输线系统。下面，我们分别介绍各组成部分的作用和相互关系。 一、发射机的组成及作用： 发射机是全机的高频功率源，由超高频震荡器、调制解调器和高压电源三部分组成。 作用：调制解调器在定时器送来的触发脉冲控制下，定时产生宽度约为1微秒的高压脉冲去调制超高频振荡器，超高频振荡器便产生约1微秒宽的强功率发射脉冲。该发射脉冲经定向偶合器、收发开关、高频旋转关节、天线换相器等送到天线后向空间辐射，作为对回答器的“询问信号”。 二、定时器： 定时器是全机工作的控制中心。由它产生的各种脉冲作为计时的基准，去控制其它几个有关分机，使全机协调一致。 作用： 供给发射机一个正的触发脉冲，以控制发射机工作，从而产生超高频的发射脉冲。 供给接收机与测角显示器一个正的触发脉冲，用来抑制主波和近距离地物回波的 方波来。 供给测距显示器一个负的扫描触发脉冲，使测距显示器产生粗、精测距扫描时间 基线。 供给测距显示器各种距离指标和可移距离的刻度脉冲，以便测出目标的斜距。 三、接收机： 作用：把接收到的回答信号和探空信号加以变频、放大、检波，把回答信号和探空信 号由高频脉冲转变为视频脉冲，送到测距显示器和测角显示器上，