如何检测风切变?飞机上有专门检测风切变的雷达,请问它是如何检测风切变的?不好意思,这题应该放在工程技术科学,不小心放错了

问题描述:

如何检测风切变?
飞机上有专门检测风切变的雷达,请问它是如何检测风切变的?
不好意思,这题应该放在工程技术科学,不小心放错了
1个回答 分类:物理 2014-10-21

问题解答:

我来补答
检测风切变是通过检测多普勒频移实现的.
声学多普勒效应是一种熟知的物理现象,假设声源相对于介质(空气)不动,当观察者相对于声源以速度v运动时,观察者将感受到声音的频率发生变化.设声音速度为c,声源原有频率为f,运动方向与声源-观察者连线夹角为θ,那么观察者感受到的声音频率变化为:
Δf = (v·cosθ/c)f
这就是声学多普勒频移公式.
电磁波也有多普勒效应,但电磁波由于光速不变原理和相对论的各种效应,其频移公式与声学多普勒频移公式有所不同.
不过当相对运动速度v远小于光速c时,相对论的各种效应可以忽略不计,则仍然可以套用声学多普勒频移公式.
风切变雷达检测风切变时,由发射装置向空气中发射经过聚焦的超高频电磁波(现在最好的检测手段是用激光,这样可以做到极好方向性和极高精度),因为空气中总有不纯净物质例如尘埃,将会对电磁波造成散射,其中一部分散射波被接收装置接收到,那么,接收装置检测到的波将包含两部分的频移:
1、发射装置相对于空气中该处的相对运动;
2、空气中该处相对于接收装置的运动.
因为发射装置和接收装置都在飞机上,因此,检测到的频移为:
Δf = (2·v·cosθ/c)f
雷达不停地旋转扫描,检测出空气中多个不同点相对于飞机的运动,则可以推算出空气各点之间的相对运动.当发现空气中有很接近的点之间有快速相对运动时,则判定为有风切变.
 
 
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