淺談連續(xù)波與脈沖調(diào)制技術(shù)在場面監(jiān)視雷達(dá)中的實(shí)踐

袁哲

摘 要 在現(xiàn)代化機(jī)場管理工作中，場面監(jiān)視雷達(dá)起到重要應(yīng)用價(jià)值，連續(xù)波技術(shù)及脈沖調(diào)制技術(shù)是其中主要應(yīng)用技術(shù)，因?yàn)閼?yīng)用方式的顯著差異而構(gòu)設(shè)起不同的雷達(dá)應(yīng)用模式。本文對場面監(jiān)視雷達(dá)及其兩項(xiàng)主要應(yīng)用技術(shù)簡要概述后，詳細(xì)對比分析了連續(xù)波技術(shù)的綜合應(yīng)用優(yōu)勢，希望能為機(jī)場監(jiān)控管理工作提供一些理論參考。

關(guān)鍵詞 場面監(jiān)視雷達(dá);連續(xù)波技術(shù);脈沖調(diào)制技術(shù);實(shí)踐對比

前言

隨著我國航空運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展，機(jī)場飛機(jī)起降頻次有了很大提升，其間各類機(jī)坪交通車輛密度更高，傳統(tǒng)塔臺(tái)監(jiān)控管理形式在機(jī)場交通狀況監(jiān)控應(yīng)用中顯然已無法確保安全質(zhì)量，引進(jìn)先進(jìn)監(jiān)控設(shè)備在機(jī)場交通管理工作中更有必要性。場面監(jiān)視雷達(dá)是一種主要用于位置場面移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測的設(shè)備，能提供目標(biāo)基本信息，以此使塔臺(tái)管制員在各種交通狀況下均能實(shí)現(xiàn)對機(jī)場飛機(jī)與車輛的有效管控，促進(jìn)通行效率的同時(shí)也能提高機(jī)場管理安全性。

1場面監(jiān)視雷達(dá)的基本概述

大型國際機(jī)場中的日常飛機(jī)起降頻次以及場內(nèi)車輛流動(dòng)量相對以往已有明顯提升，對塔臺(tái)監(jiān)控造成很大壓力，特別是在交通高流量時(shí)期，很可能出現(xiàn)機(jī)場場面交通安全管控失衡、延滯問題，對交通安全與管控效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。場面監(jiān)視雷達(dá)是從其具體應(yīng)用功能而言的，結(jié)合對應(yīng)信息處理系統(tǒng)，能整合機(jī)場監(jiān)視區(qū)域內(nèi)各種數(shù)據(jù)，并在塔臺(tái)終端上顯示出該機(jī)場中的電子地圖、起降飛機(jī)以及通行車輛等，并對其各類基礎(chǔ)信息加以標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)場內(nèi)監(jiān)視目標(biāo)的全面管控[1]。該監(jiān)視雷達(dá)具有很強(qiáng)的針對性，是對機(jī)場飛機(jī)及車輛的監(jiān)視管理，為管制員提供詳細(xì)的機(jī)場交通信息。

如果將之以信號應(yīng)用類型加以區(qū)別，可具體分為脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)。其中脈沖雷達(dá)以共用天線使用為主，而且在信號發(fā)射與接收過程中呈互差形式，發(fā)射信號則關(guān)閉接收，反之亦然，通過信號發(fā)射與接收過程中的時(shí)間差進(jìn)而得出移動(dòng)目標(biāo)的距離位置等信息內(nèi)容;連續(xù)波雷達(dá)與之則有很大差異，發(fā)射與接收設(shè)備均連續(xù)工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取的是雙天線形式。

2兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用介紹

連續(xù)波雷達(dá)以連續(xù)波技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)對機(jī)場交通工具距離的測算，具體而言，應(yīng)用線性調(diào)頻技術(shù)，連續(xù)波雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)所傳遞信號的時(shí)間信息攜帶轉(zhuǎn)化，信號在發(fā)射與接收過程中，會(huì)有一定的頻率差別，這一頻率的差別變化正與時(shí)間變化呈正比，通過時(shí)間差的確定，即可進(jìn)一步測算出所監(jiān)視目標(biāo)與雷達(dá)站間的距離，以此確定目標(biāo)的具體位置，以及與其他目標(biāo)之間的位置關(guān)系。

脈沖雷達(dá)并非連續(xù)進(jìn)行信號收發(fā)，而是借助天線以周期性形式進(jìn)行高頻脈沖信號的發(fā)射，每當(dāng)完成信號的發(fā)射后，雷達(dá)就會(huì)關(guān)閉發(fā)射設(shè)備并打開接收設(shè)備，轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮漳Ｊ剑邮談偛虐l(fā)射信號與目標(biāo)接觸后的返回信號，從發(fā)射到接收，其間有一定的時(shí)間差，通過時(shí)間差即可測算出監(jiān)視目標(biāo)與雷達(dá)站之間的實(shí)際距離，不過因?yàn)橹芷谛缘匦盘柦邮眨踩菀资芙邮站嚯x的影響，對于近距離目標(biāo)很可能出現(xiàn)盲區(qū)[2]。

3技術(shù)應(yīng)用的對比分析

從兩項(xiàng)技術(shù)基本概念以及具體效果而言，連續(xù)波技術(shù)在場面雷達(dá)監(jiān)視應(yīng)用中具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢，以往很多限制條件也在線性調(diào)頻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用中得以有效解決，在理論研究抑或是實(shí)踐應(yīng)用上都逐漸更優(yōu)于脈沖調(diào)制技術(shù)，脈沖調(diào)制在收發(fā)信號的不斷轉(zhuǎn)化中，很可能出現(xiàn)信號隔離問題，尤其是在復(fù)雜狀況下，更可反饋出現(xiàn)異常監(jiān)視信號，得到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信息，影響信息應(yīng)用的有效性。本文主要討論線性調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢，也是對該技術(shù)在場面雷達(dá)監(jiān)視體系應(yīng)用的進(jìn)一步分析。

3.1 具有更高的分辨率

分辨率優(yōu)化更能提高大型機(jī)場內(nèi)各交通車輛的監(jiān)視質(zhì)量，準(zhǔn)確分辨各種距離下的車輛信息并測算翔實(shí)距離，以此促進(jìn)機(jī)場監(jiān)視效果地提升。脈沖調(diào)制技術(shù)理論上也能實(shí)現(xiàn)分辨率的進(jìn)一步提升，因?yàn)槠渚嚯x與時(shí)間呈線性變化，所以必須要通過更高采樣頻率實(shí)現(xiàn)，但因其本身信號收發(fā)的周期性限制，采樣頻率很難大幅度提升，也無法隨連續(xù)波技術(shù)調(diào)整到分辨率極高的程度;但對于連續(xù)波技術(shù)而言，因?yàn)槔碚摼嚯x分辨率的同質(zhì)化限定，所以其采樣頻率無須提高，只要保證依據(jù)有效時(shí)寬內(nèi)中差拍信號的合理收發(fā)即可，通過采集信息內(nèi)容的傅里葉運(yùn)算就能獲得技術(shù)應(yīng)用同帶寬狀況下的極大距離分辨率，在一些極高分辨率監(jiān)視要求的機(jī)場內(nèi)具有更好的應(yīng)用價(jià)值[3]。

3.2 不會(huì)出現(xiàn)監(jiān)視盲區(qū)

監(jiān)視盲區(qū)問題一直都是機(jī)場場面雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)重點(diǎn)突破的管理困擾問題，線性調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)即對該問題進(jìn)行更有效管控。從脈沖調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，該模式雷達(dá)在監(jiān)視中會(huì)出現(xiàn)近距離監(jiān)視盲區(qū)，導(dǎo)致監(jiān)視系統(tǒng)出現(xiàn)漏洞，關(guān)鍵即在于發(fā)射信號時(shí)寬較小，無法準(zhǔn)確對應(yīng)回波延時(shí)，進(jìn)而造成信號接收不及時(shí);線性調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)因使用的是雙天線，無須共用天線，所以信號的收發(fā)均可同時(shí)進(jìn)行，從而使信號發(fā)射時(shí)寬足夠大，以連續(xù)信號的收發(fā)實(shí)現(xiàn)對機(jī)場中更全面的監(jiān)視，而無盲區(qū)發(fā)生，在一些接近跑道處的雷達(dá)站具有重要應(yīng)用效果。

3.3 發(fā)射功率相對較低

發(fā)射功率低能減少對外界環(huán)境的干擾，確保雷達(dá)監(jiān)視使用的安全性，同時(shí)對設(shè)備使用要求上也會(huì)比較小。線性調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)使用的是全固態(tài)發(fā)射設(shè)備，在同信號發(fā)射距離上，所需功率更小，能夠減少對設(shè)備的運(yùn)行壓力，如脈沖調(diào)制技術(shù)應(yīng)用中常會(huì)通過高壓來激發(fā)磁控管振蕩，無論對設(shè)備構(gòu)件還是周邊環(huán)境都會(huì)造成較大的影響，構(gòu)件如果缺乏良好的耐壓性能，很容易損壞，也間接提高了運(yùn)維成本。

4結(jié)束語

總之，場面雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)的建設(shè)在機(jī)場大型化、現(xiàn)代化發(fā)展過程中是不可或缺的重要組成部分，以此獲得對機(jī)場各交通工具的系統(tǒng)化監(jiān)視，可有效提升機(jī)場交通安全管理質(zhì)量;同時(shí)也需進(jìn)一步革新應(yīng)用技術(shù)，應(yīng)將連續(xù)波技術(shù)合理融入其他優(yōu)秀監(jiān)視技術(shù)的應(yīng)用中，不斷改進(jìn)完善，為航空運(yùn)輸發(fā)展提供更有力支持。

參考文獻(xiàn)

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