气象雷达原理PDF电子书下载

前言 1

第一章　气象雷达概述 1

1.1　雷达的作用原理 1

1.1.1 目标位置的测量 1

目录 1

1.1.2　脉冲雷达的基本组成 5

1.1.3　基本雷达方程 7

1.2　雷达电磁波波段 8

1.2.2　厘米波雷达 9

1.2.3　毫米波雷达 9

1.2.1　分米波雷达 9

1.3　雷达的发展与应用 10

1.3.1 雷达发展的几个阶段 10

1.3.2 雷达的应用 11

1.3.3 雷达技术的发展趋势 14

1.4　气象雷达的分类与特点 16

1.4.1 气象雷达的分类 16

1.4.2 气象雷达的特点 19

1.4.3 气象雷达的发展 20

1.5　气象雷达的战术性能和技术性能 21

1.5.1 主要战术性能 22

1.5.2　主要技术性能 23

2.1 概述 25

2.1.1 作用和基本组成 25

第二章　雷达发射机 25

2.1.2　主要技术指标 26

2.2　单级振荡式发射机 30

2.2.1 电路结构与性能特点 30

2.2.2　磁控管功率振荡器 31

2.3　主振放大式发射机 44

2.3.1 电路结构与性能特点 44

2.3.2　速调管功率放大器 46

2.4.1 脉冲调制器的组成和工作概况 60

2.4　雷达脉冲调制器 60

2.4.2　软性开关调制器 61

2.4.3 刚性开关调制器 74

2.5　固态发射机 79

2.5.1 固态发射机概述 79

2.5.2 固态微波功率合成 82

第三章　雷达接收机 87

3.1 概述 87

3.1.1 雷达接收机的功能 87

3.1.2 雷达接收机的组成 87

3.1.3　技术指标 90

3.2.1　接收机的噪声 93

3.2　接收机的噪声和灵敏度 93

3.2.2　噪声系数和噪声温度 96

3.2.3　级联电路的噪声系数 99

3.2.4　接收机的灵敏度 100

3.3　接收机高频前端 102

3.3.1 收发转换开关和接收机保护器 103

3.3.2 高频放大器 106

3.3.3 混频器 107

3.3.4　本机振荡器 122

3.4　中频和视频放大器 124

3.4.1 中频放大器 124

3.4.2　视频放大器 127

3.4.3　数字中频接收机 128

3.5　接收机辅助电路 129

3.5.1 增益控制 129

3.5.2　对数放大器 133

3.5.3 自动频率控制电路 142

第四章　雷达显示器 155

4.1　概述 155

4.1.1 显示器的主要类型 155

4.1.2 对显示器的主要要求 157

4.2　距离显示器 157

4.2.1 基本原理 157

4.2.2　基本组成 158

4.3　平面位置显示器 160

4.3.1 显示画面 160

4.3.2　基本原理 160

4.4　距离-高度显示器 164

4.4.1 目标高度显示原理 164

4.4.2 高度扫描电路工作原理 165

4.5　光栅扫描显示器 166

4.5.1 光栅扫描雷达显示器的组成 166

4.5.2 图像存储器的组成 167

4.6　计算机终端显示器 168

4.6.1 彩色显示原理 168

4.6.2　扫描成像原理 171

4.6.3　计算机终端显示原理 174

第五章 雷达天线控制系统 177

5.1 概述 177

5.1.1 天线控制系统的分类 177

5.1.2　天线控制系统的组成 178

5.1.3　主要元件 179

5.2 比较元件 180

5.2.1 角度传感器 180

5.2.2　速度传感器 184

5.2.3　轴角编码原理 187

5.2.4　模块化轴角转换系统 191

5.3.1　相敏检波器 196

5.3　变换元件 196

5.3.2　极性调制器 199

5.4　放大元件 201

5.5 执行元件 203

5.5.1 直流电动机 203

5.5.2 步进电机 211

第六章 目标距离的测量 213

6.1　脉冲法测距 213

6.1.1 基本原理 213

6.1.2 影响测距误差的因素 214

6.1.3 距离分辨力和测距范围 216

6.1.4　判距离模糊的方法 218

6.2　调频法测距 219

6.2.1　调频连续波测距 219

6.2.2　脉冲调频测距 223

6.3　相位法测距 225

6.4　距离跟踪原理 227

6.4.1 人工距离跟踪 227

6.4.2 自动距离跟踪 229

6.5　数字式自动测距器 235

6.5.1 数字式测距器的基本原理 235

6.5.2　数字式距离自动跟踪 236

6.5.3 自动搜索和截获 240

6.5.4　提高跟踪精度的方法 242

第七章 目标角度的测量 243

7.1　相位法测角 243

7.1.1 基本原理 243

7.1.2　测角误差与多值性问题 246

7.2　振幅法测角 247

7.2.1　最大信号法 247

7.2.2　等信号法 248

7.3　天线波束的扫描 251

7.3.1 波束形状和扫描方式 251

7.3.2 天线波束的扫描方法 252

7.3.3　相位扫描法 254

7.4 目标高度的测量 265

7.5 自动测角与角度跟踪 266

7.5.1 圆锥扫描自动测角系统 266

7.5.2 单脉冲自动测角系统 269

7.5.3　单脉冲接收系统的变型 275

7.5.4 圆锥扫描系统与单脉冲系统的比较 277

第八章 目标速度的测量 279

8.1　测速与多普勒效应 279

8.1.1 多普勒效应 279

8.1.2　点目标多普勒信息的提取 281

8.2　测速模糊及其消除方法 285

8.2.1 用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达单值测速范围 289

8.2.2　软件退速度模糊 290

8.3　弥散气象目标的运动参数 291

8.3.1 气象目标回波的多普勒频谱 292

8.3.2 降水回波信号的统计特征参数 294

第九章　气象雷达信息处理 297

9.1　气象目标特性分析 297

9.1.1　微粒性 297

9.1.2 叠加性 299

9.1.3 随机性 300

9.2　雷达气象方程 302

9.2.1 雷达气象方程 303

9.2.2 雷达设备参数对雷达探测的影响 304

9.2.3 气象因子在雷达探测中的作用 305

9.2.4　距离因子的影响 306

9.2.5 非瑞利散射粒子的等效反射因子Z？ 306

9.3　地杂波的抑制 307

9.3.1 地杂波的形成及其影响 307

9.3.2　地杂波的抑制方式 307

9.3.3 非相干MTI方式性能的改善 309

9.3.4 非相干MTI方式地物回波抑制装置 310

9.4　气象目标强度信息处理 312

9.4.1　振幅信息的提取 312

9.4.2 回波信号的涨落理论 314

9.4.3　视频积分器 315

9.4.4 距离订正 322

9.5　气象目标多普勒信息处理 323

9.5.1 快速傅里叶变换 324

9.5.2　脉冲对处理 326

9.6　气象目标回波极化信息处理 330

9.6.1 电磁波的三种极化与降水目标特性 330

9.6.2　双偏振技术测量降水 333

第十章　气象雷达系统简介 337

10.1　天气雷达 337

10.1.1 常规天气雷达 337

10.1.2 多普勒天气雷达 338

10.1.3 双偏振天气雷达 341

10.1.4　双（多）基地天气雷达 346

10.2　高空气象探测雷达 352

10.2.1　二次测风雷达 353

10.2.2　一次测风雷达 356

10.2.3　风廓线雷达 359

10.3　特种气象雷达 362

10.3.1 圆极化波雷达 362

10.3.1 激光雷达 364

10.3.3 声雷达 366

10.3.4 中频雷达 368

10.3.5　调频连续波雷达 370

参考文献 374