测云雷达

气象雷达的一种

是气象雷达的一种。测云雷达主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。

组成部分

天线：发射/接收电磁波

馈线：传导电磁波

伺服：天线等的运转

发射机：产生电磁波

接收机：接收处理电磁波

信号处理：处理回波信息

产品生成：根据算法，生成应用产品/控制雷达

显示终端：显示产品、控制雷达

作用

测云雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性，还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性，例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。

测云雷达主要用来探测云滴直径较小，尚未形成降水的低云和中云，测量其顶部和底部高度及内部物理特征，如空中有多层云存在时，还能测出云的层次。由于云滴比降水粒子小得多，而云滴对电磁波的后向散射能力与云滴直径的6次方成正比，与雷达波长的4次方成反比，因此测云雷达的工作波长均较短，常用的为1.25厘米和0.86厘米。测云雷达的工作原理与测雨雷达相似。其天线结构简单，多数垂直向上。通常采用A式或R式距离显示器，用照相或记录器记录回波。

用途

可提供飞机前方气象情况的准确和连续的图像并以距离和方位的形式显示出来，为飞机改变航道、避开颠簸区域和飞行安全提供保障；为天气预报，火箭、导弹和航天器的发射与飞行提供必要的气象资料；

工作原理

工作方式

测云雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波，它在传播过程中和大气发生各种相互作用。利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。

工作范围

主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小，测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，只能用测雨雷达探测。

计算公式

目标距离的测定：由电磁波的传播速度(近似v=c)和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔Δt来确定。

r=c Δt /2

通常，时间间隔以μs为单位，故上式可写成：

r=0.15Δt(km)或r=150Δt (m)

数据处理

目标方位角和仰角的测定：目标的方位角和仰角的测定是依靠天线的方向性来实现的。天气雷达的天线具有很强的方向性，它能将探测脉冲的能量集中地向某一方向发射。同样，它也只能接收沿同一方向来的回波信号。所以，只有当天线对准目标时，才能接收到目标的回波信号。根据这一原理，当发现目标时，天线所在的方位角和仰角就是目标相对于雷达的方位角和仰角。

目标特性的测定：气象目标对雷达电磁波的散射是雷达探测大气的基础。

降水回波：云、降水粒子的散射。随相态、几何形状不同而异，雷达回波功率是由有效照射体积内所有气象目标产生的。

晴空回波：在大气中的无云区或很小粒子所组成的云区探测到回波。气象条件两种：一是大气中存在折射指数不均匀的区域，即湍流大气造成了对雷达波的散射；二是分层大气中存在折射指数垂直梯度很大的区域，即大气对雷达波造成了镜式反射。

雷达介绍

雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件。

雷达种类很多，可按多种方法分类：

按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。

按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。

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