问题

雷达能否算出飞机的速度?

回答
当然,雷达绝对能算出飞机的速度,而且这还是雷达最基本、最核心的功能之一。飞机之所以能被雷达“看见”并测出速度,主要是依靠一种叫做“多普勒效应”的物理原理。

多普勒效应:声音里的原理,雷达里的应用

你肯定经历过这种场景:一辆救护车或警车从你身边呼啸而过,你会注意到它靠近时鸣笛的声音频率越来越高,尖锐刺耳,而它远去时,声音频率又会明显降低,变得低沉。这个现象就是多普勒效应。简单来说,当声源(比如救护车的警笛)和观察者(你)之间存在相对运动时,观察者听到的声音频率就会发生改变。

雷达的工作原理与此非常相似。雷达不像声音那样是靠空气传播,而是通过发射电磁波(无线电波)。这些电磁波以光速传播。雷达就像一个“电子的耳朵”,它发射电磁波,然后接收从目标(飞机)反射回来的电磁波。

雷达如何“听”出飞机的速度?

1. 发射与接收: 雷达天线会发射出一束高频的电磁波,这束波就像一束“光”。这束电磁波以极高的速度(光速)朝着飞机的方向传播。

2. 反射: 当这束电磁波碰到飞机时,飞机就像一面镜子(虽然不是完美的)一样,会将这些电磁波反射回来,朝着雷达天线的方向传播。

3. 频率的变化: 关键就在这里。如果飞机是静止的,那么反射回来的电磁波频率与发射出去的电磁波频率是完全一样的。但是,如果飞机在朝着雷达飞来,那么反射回来的电磁波,就像那辆救护车的尖锐鸣笛一样,其频率会比发射出去的电磁波更高。反之,如果飞机在远离雷达,那么反射回来的电磁波频率就会比发射出去的频率更低。

4. 测量频率差: 雷达系统内部有一个非常精密的装置,它能够精确地测量出发射出去的电磁波频率和接收到的反射电磁波频率之间的微小差异。这个差异,就是“多普勒频移”。

5. 计算速度: 物理学家和工程师们早就建立了多普勒频移与目标相对速度之间的数学关系。他们知道电磁波的速度(光速),也知道发射的电磁波频率,只要测量出多普勒频移,就可以通过一个相对简单的公式,计算出飞机相对于雷达的径向速度(也就是飞机沿着雷达视线方向移动的速度)。

不只是简单地“听到”

现代雷达在测量速度方面远不止是简单地“听到”频率变化:

连续波雷达(CW Radar): 这种雷达会持续不断地发射电磁波,并同时接收反射信号。它们非常擅长测量速度,因为可以实时监测频率变化。
脉冲多普勒雷达(PulseDoppler Radar): 这是目前最常见也是最先进的一种雷达。它不是连续发射,而是以很短的脉冲形式发射电磁波。在每个脉冲发射和接收之间,雷达会测量反射回来的信号。通过比较连续几个脉冲反射回来的信号,雷达可以非常精确地计算出飞机在这些短暂时间间隔内的速度变化。
多普勒速度测量(Doppler Velocity Measurement): 这种技术允许雷达不仅能分辨出飞机,还能分辨出它与背景(如地面杂波)的速度差异。这意味着即使飞机在低空飞行,雷达也能准确地识别出飞机的真实速度,而不是被地面的静止物体或缓慢移动的物体干扰。

所以,答案是肯定的,而且非常精确。 雷达通过测量电磁波的多普勒频移,可以非常有效地测算出飞机相对于雷达的径向速度。这对于空管、军事侦察、天气监测等等众多领域都至关重要。飞机飞行员们在仪表上看到的许多速度读数,很多都是通过机载雷达(或地面雷达)测算出来的。

网友意见

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当然可以,而且是最基本的,雷达的三个度才能描述出目标航迹,高度,速度,角度。当然还有距离

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