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[科普中国]-测风雷达

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测风雷达的基本工作方式,是以发射脉冲波和接收从目标返回的脉冲波的方式来跟踪上升且随风飘移的气球,借以测量气球在空间中的运动轨迹来确定各高度上自由大气的风向和水平风速。

在气球下悬挂一个能有效反射无线电波的物体即反射靶,根据雷达接收到回波信号的时间来确定气球的距离,以这种方式工作的称为一次雷达。当气球下悬挂的是应答器,在其接到雷达射来的无线电脉冲后,随即发射出一应答脉冲,雷达根据接收到应答脉冲的时间来确定气球的距离,以这种方式工作的称为二次雷达。

一般在悬挂反射靶或应答器的气球下还同时挂有探空仪,将高空温度、温度和气压等探测数据以无线电信号发回地面。在测风雷达系统中,还包含有接收这类信号的设备。测风雷达对于示踪目标物的位置有较高的测量精度。例如国内普遍使用的国产701型测风雷达,测角精度为0.15—0.2°,测距精度为80m,最大探测距离为200km。

测风雷达能自动跟踪探空气球。测量以大气高度为函数的风速、风向,并接收处理探空仪探测的温度、湿度、气压等气象要素信息。多普勒激光测风雷达是方兴未艾的1种全新的大气风场探测手段。但是激光测风雷达直接测量的是视线方向上的激光反射光的频移(视线风速)。在这个基础上,激光雷达还必须能够获得多方位的风速数据才能够反演出风场。这就需要相应的光学扫描系统,它在保证发射、接收视场重叠的前提下,控制激光束投射到指定的方向,使激光雷达获得不同视线角度的风速数据。介绍的激光雷达测风系统中的光学扫描部分实现了以上要求,在水平旋转和俯仰控制上的精度都达到了