--- title: "为什么有的雷达转得快，有的转得慢？" description: "船上的雷达两秒多就转一圈，山顶上的大雷达要十几秒。转得快能把飞机跟得紧，转得慢能听清远处又弱又慢的回声。雷达转多快，要看它想看多远。" pubDate: 2026-10-28 tags: ["无线电波", "雷达", "小实验"] clc: "TN95" hero: "./hero.svg" refs: - id: marine title: "Marine Radar DRS2D" url: https://furuno.com/en/products/radar/DRS2D site: Furuno note: "一款船用雷达：天线每分钟转 24、36 或 48 圈，最远看 24 海里（四十多公里）" - id: asr9 title: ASR-9 url: https://en.wikipedia.org/wiki/ASR-9 site: Wikipedia note: "机场监视雷达：每分钟转 12.5 圈（不到 5 秒一圈），看 40～60 海里，光束宽约 1.4 度，每秒发出约 1000 次电波" - id: arsr title: Air Route Surveillance Radar url: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_Route_Surveillance_Radar site: Wikipedia note: "航路监视雷达 ARSR-4：每分钟转 5 圈（12 秒一圈），看 250 海里（约 460 公里）" - id: radar title: Radar url: https://en.wikipedia.org/wiki/Radar site: Wikipedia note: "雷达方程：回波的强弱和距离的四次方成反比，远 2 倍，回声只剩十六分之一" - id: phased title: Phased array url: https://en.wikipedia.org/wiki/Phased_array site: Wikipedia note: "相控阵雷达：天线不转，靠很多小天线错开时间发射来改变方向" --- 读完[《雷达是怎么“看见”远处的飞机的？》](/blog/how-does-radar-work)，Gino 问了一个好问题： “港口的船上，雷达呼呼地转，两秒多就是一圈。机场的雷达慢一点，山顶上那种圆球雷达更慢，十几秒才转一圈。**为什么有的雷达转得快，有的转得慢？**”
先想一想 雷达是转得越快越好吗？如果是，为什么不把所有雷达都做得飞快？
## 一、转一圈，看一眼 上一篇我们知道，雷达的天线只朝一个方向喊，要转一整圈，才能把四周都看一遍。所以**雷达每转一圈，屏幕上的亮点才更新一次**。就像每隔一会儿拍一张照片。 机场雷达大约 4 秒多转一圈[^asr9]。快降落的飞机每秒大约飞 75 米，4 秒就飞出去 300 米。要是雷达 12 秒才转一圈，两次之间飞机就飞了快 1 公里，中间它干了什么，谁也不知道。
同一架飞机，两种转速下屏幕上的亮点 左边雷达 4 秒转一圈，屏幕上一串亮点挨得很近；右边假如 12 秒才转一圈，同一段路只留下三个亮点，隔得很远。 机场雷达：4 秒转一圈 示意图 两个亮点 隔约 300 米 假如 12 秒才转一圈 示意图 两个亮点 隔约 900 米 亮点挨得近，飞机跟得紧 亮点隔得远，中间去哪儿了？
图 1 · 雷达每转一圈，屏幕上的亮点才挪一次。转得越快，亮点挨得越近，飞机跟得越紧（示意图，飞机按每秒约 75 米算）
机场附近飞机多，有的在起飞，有的在降落，挨得又近。管飞机的叔叔阿姨要时时刻刻看清楚，所以机场雷达要转得快。 **既然快这么好，为什么还有雷达要慢慢转呢？** ## 二、转得快，就看得匆忙 雷达的光束很窄，像手电筒的一小束光。天线一转，光束就从飞机身上一扫而过。只有光束照着飞机的那一小会儿，雷达才能听到它的回声。 这一小会儿有多短？机场雷达扫过一架飞机，大约只有五十分之一秒，雷达在这点时间里能喊二十来声[^asr9]。 转得越快，这一小会儿就越短，能喊的次数也越少。转慢 3 倍，照着飞机的时间就长 3 倍，能喊的次数也多 3 倍。
光束扫过飞机时能喊几声 上下两行各画一部雷达，窄窄的光束正扫过一架飞机。上面转得快，光束一下就扫过去，只来得及喊几声；下面转得慢，光束照着飞机的时间长三倍，能喊的次数也多三倍。 转得快：光束一下就扫过去了 只来得及喊几声 转得慢：光束在飞机上多停一会儿 能多喊好几倍 每个小弧 = 喊一声 · 示意图 照着飞机的时间长了 3 倍
图 2 · 光束照着飞机的那一小会儿，雷达一声接一声地喊。转得慢，照得久，能喊的次数就多（示意图）
**喊这么多声干什么？一声不够吗？** ## 三、看得远，就得慢慢转 ### 远处的回声又弱又慢 无线电波跑出去会越散越开，弹回来的路上又散一遍。所以飞机远一点，回声就弱很多：**远 2 倍，回声只剩十六分之一；远 4 倍，只剩两百多分之一**[^radar]。 这么弱的回声，喊一声听不清。就像远处的朋友小声说话，你要让他多说几遍，才能听明白。 远处的回声还来得晚。要看 400 公里远，每喊一声都得等回声回来，再喊下一声，一秒钟最多喊不到 400 声。只看 100 公里的话，一秒钟能喊 1500 声左右。
近处和远处的回声 上面一行，飞机在 100 公里外，回声又强又快地回到雷达；下面一行，飞机在 400 公里外，回声变得很弱，还要等更久才回来。 飞机在 100 公里外 示意图，距离按比例画 100 公里 回声又强又快：来回只要 0.0007 秒 飞机在 400 公里外 示意图，距离按比例画 400 公里 回声又弱又慢：只剩两百多分之一，来回要 0.0027 秒
图 3 · 远 4 倍，回声要多等 4 倍的时间，还弱到只剩两百多分之一（示意图）
### 所以要慢慢转 回声弱，要多喊几声；回声慢，每声都得多等一会儿。两样加起来，光束就得在每个方向多停一会儿，天线只好慢慢转。 管远处航线的雷达要看四百多公里，12 秒才转一圈[^arsr]。 ## 四、每种雷达挑自己的转速 现在可以回答 Gino 的问题了。**雷达转多快，要看它想看多远**： - **船上的雷达**只看附近四十多公里，回声又强又快，可以两秒多转一圈，有的一秒多就一圈[^marine]，旁边的小船、礁石都跟得紧紧的。 - **机场雷达**看一百多公里，4 秒多一圈，既跟得紧，又听得清。 - **航线雷达**看四百多公里，回声最弱最慢，只好 12 秒一圈。
三种雷达转一圈要多久 一条时间尺上标出三种雷达：船上的雷达两三秒转一圈，看四十多公里；机场雷达不到 5 秒一圈，看一百多公里；管远处航线的雷达 12 秒一圈，看四百多公里。 转一圈要多少秒 常见型号，大约值 0 2 4 6 8 10 12 14 秒 船上的雷达 看四十多公里 机场雷达 看一百多公里 航线雷达 看四百多公里 看得越远，回声越弱越慢，就得转得越慢
图 4 · 看近处的雷达转得快，看远处的雷达转得慢（数字是常见型号的大约值）
小知识 有些新雷达干脆不转。它是一整面平板，上面排着很多很多小天线。小天线一起喊的时候，故意错开一丁点儿时间，电波就会拐向另一边[^phased]。这种雷达想看哪儿就看哪儿：近处一眼扫过，远处多停一会儿。
你开头猜对了吗？转得快和看得清，雷达只能挑一个多一点。 ## 五、动手试试：手电筒当雷达
动手试试 **你需要：** 一支手电筒、一张白纸、一支粗记号笔、一个晚上关了灯的房间、一位家人。 1. 在纸上写一个大大的数字，请家人把它贴在墙上，你不要偷看。 2. 关灯，站到房间另一头，用手电筒在墙上从左到右快快地扫过去。看清是几了吗？ 3. 再慢慢地扫一次，让光斑在纸上多停一会儿。 4. 请家人每隔几秒换一个数字，你再试试：扫得慢，能看清，可常常漏掉换过的数字；扫得快，不会漏，却每次都看不清。 手电筒的光斑就像雷达的光束。慢慢扫，光在纸上停得久，你就看得清；快快扫，回来得勤，你就跟得上。
用手电筒扫墙上的数字 墙上贴着一张写着 7 的纸。左边手电筒扫得快，光斑一闪就划过去，看不清数字；右边扫得慢，光斑停在纸上，一眼就看清是 7。 扫得快 关了灯的房间 7 一闪就过去，没看清 扫一圈很快，可每次都看不清 扫得慢 关了灯的房间 7 看清了，是 7！ 看得清，可要等好久才扫回来
图 5 · 手电筒的光斑就像雷达的光束：扫得慢才看得清，扫得快才回来得勤
注意安全 请大人陪着做。关灯前先把地上的东西收好，不要把手电筒照向别人的眼睛。
## 小结 1. **雷达转一圈有什么用？** 转一圈，四周看一遍，屏幕上的亮点更新一次。 2. **转得快有什么好？** 亮点更新得勤，飞机跟得紧。 3. **转得快有什么不好？** 光束在每个方向停得短，能喊的次数少。 4. **为什么看得远的雷达转得慢？** 远处的回声又弱又慢，要多喊几声、多等一会儿，只好慢慢转。 下次在港口或者机场看到雷达，数一数它多少秒转一圈，猜猜它想看多远。 ## 参考资料