關(guān)于機(jī)場(chǎng)氣象毫米波云霧雷達(dá)選址的探討

摘要：本文對(duì)如何在機(jī)場(chǎng)附近新建氣象毫米波云霧雷達(dá)的選址問題進(jìn)行了深入研究，對(duì)霧源、跑道面、雷達(dá)盲區(qū)等影響探測(cè)效果的幾個(gè)方面開展了詳細(xì)分析，結(jié)合多個(gè)機(jī)場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)給出了新建雷達(dá)的選址建議。本文對(duì)將來(lái)民用航空新建毫米波云霧雷達(dá)的選址問題有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：毫米波云霧雷達(dá)、選址

一、毫米波云霧雷達(dá)

低云和大霧是影響民航飛行安全重要天氣現(xiàn)象，常規(guī)氣象雷達(dá)和探測(cè)設(shè)備很難全面地探測(cè)這種天氣現(xiàn)象，而毫米波雷達(dá)的波長(zhǎng)較短，能探測(cè)到云、霧、毛毛雨等較小粒子，不僅能夠用來(lái)連續(xù)觀測(cè)云狀、云量、云厚、云高等宏觀參數(shù)，而且可以全方位掃描云霧強(qiáng)度和速度，也能較好地輔助預(yù)報(bào)員判斷云霧移動(dòng)的矢量以及消散時(shí)間等。近年來(lái)，我國(guó)各地逐漸開展毫米波云霧雷達(dá)的新建工作，而選址問題一直是工程面臨的頭等難題，本文就選址問題展開探討。

二、選址標(biāo)準(zhǔn)

1）霧源

對(duì)于平流霧較多地區(qū)，應(yīng)該把雷達(dá)站點(diǎn)放在霧源與跑道主降端的連線上。如果霧源距跑道主降端超過5km，理想站點(diǎn)為兩者中點(diǎn);如果兩者距離較近，未超過5km，可在兩者兩側(cè)延長(zhǎng)線上選址，但站點(diǎn)距離跑道主降端不宜超過10km。

2）跑道主降端

雷達(dá)是為保障航空器安全起降提供氣象資料，因此雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)覆蓋整條跑道，特別是主降端以及下滑道，應(yīng)避免因障礙物遮擋雷達(dá)波束無(wú)法探測(cè)到以上重要區(qū)域的情況出現(xiàn)。

3）雷達(dá)盲區(qū)

最小探測(cè)距離盲區(qū)是脈沖體制雷達(dá)固有的問題，一般而言毫米波雷達(dá)的盲區(qū)在200米到500米之間。雖然通過長(zhǎng)短脈沖技術(shù)可以彌補(bǔ)一部分盲區(qū)，但是還是存在一定盲區(qū)。如果在跑道端選址的時(shí)候，需要特別注意雷達(dá)盲區(qū)問題，避免重要探測(cè)區(qū)域處于盲區(qū)內(nèi)。

4）雷達(dá)最佳數(shù)據(jù)區(qū)域

因?yàn)槔走_(dá)掃描出來(lái)的數(shù)據(jù)是極坐標(biāo)體系的數(shù)據(jù)，通常雷達(dá)數(shù)據(jù)半徑為15km，靠近中心的數(shù)據(jù)密集，原理中心的數(shù)據(jù)疏散，所以根據(jù)后期產(chǎn)品繪制和使用的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，在2km至7km的數(shù)據(jù)在三維空間中展示的效果最佳，即為雷達(dá)最佳數(shù)據(jù)區(qū)域。選址的時(shí)候，應(yīng)該盡量把重點(diǎn)探測(cè)區(qū)域放到這個(gè)區(qū)域中，以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)最佳探測(cè)效果。

5）站點(diǎn)高度

雷達(dá)天線水平高度應(yīng)高于跑道面水平高度，且高度差在5米至20米之間最佳。如果雷達(dá)天線過低，則雷達(dá)數(shù)據(jù)可能覆蓋不了整條跑道，在跑道上方會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)盲區(qū);如果雷達(dá)天線過高，脈沖信號(hào)經(jīng)跑道反射會(huì)形成雜波或折疊現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

6）供電

毫米波雷達(dá)自身額定功率相對(duì)X、C和S等波段天氣雷達(dá)較低，約5kw額定功率，一般只需接220v的兩相電即可，但需接20A空開。無(wú)論在飛行控制區(qū)還是機(jī)場(chǎng)工作區(qū)都容易滿足供電需求。

8）傳輸

雷達(dá)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量較小，通常利用無(wú)線傳輸設(shè)備即可滿足數(shù)據(jù)傳輸帶寬需求，可在雷達(dá)與機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)之間架設(shè)無(wú)線傳輸通道，在塔臺(tái)落地后轉(zhuǎn)為有線方式傳回機(jī)房。

9）征地

在飛行控制區(qū)內(nèi)，一般不會(huì)有征地問題，只需與相關(guān)部門溝通即可。而在機(jī)場(chǎng)外選址，則會(huì)面臨征地問題，往往征地和臺(tái)站建設(shè)花費(fèi)的精力和財(cái)力要遠(yuǎn)超雷達(dá)主設(shè)備本身的價(jià)值，拉低雷達(dá)工程的性價(jià)比。

三、選址建議

通常在機(jī)場(chǎng)附近很難找到一個(gè)能滿足以上全部選址標(biāo)準(zhǔn)的備選站點(diǎn)。絕大多數(shù)情況是因?yàn)檎系K物遮擋的原因，無(wú)法選出最佳站點(diǎn)，因而需要反復(fù)取舍、不斷比選，最后確定一個(gè)較為理想站點(diǎn)。如果選在飛行控制區(qū)內(nèi)，障礙物遮擋影響會(huì)較小，但是可能有雷達(dá)盲區(qū)和達(dá)不到最佳數(shù)據(jù)區(qū)域的影響;如果選在機(jī)場(chǎng)附近，可以靠近霧源并不收雷達(dá)盲區(qū)影響，但是又有供電、傳輸和征地等因素考慮。西南地區(qū)某機(jī)場(chǎng)擬選雷達(dá)站點(diǎn)，如圖所示。

根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)，建議在跑道非主降端一側(cè)的飛行控制區(qū)內(nèi)，選取合適高度建筑，在頂層搭建基礎(chǔ)，安裝雷達(dá)和無(wú)線傳輸設(shè)備。這樣，既能探測(cè)到跑道主降端和霧源等重點(diǎn)探測(cè)區(qū)域，也能解決供電、傳輸和征地等問題。只是在控制區(qū)內(nèi)如何找到這樣的建筑就成了另一個(gè)問題，不過大多數(shù)機(jī)場(chǎng)都有配套工程，在消防站、燈光站、地服物流倉(cāng)庫(kù)等部門建筑上還是比較容易找到合適位置用于安裝雷達(dá)。

四、總結(jié)

本文對(duì)如何在機(jī)場(chǎng)附近新建氣象毫米波云霧雷達(dá)的選址問題進(jìn)行了深入研究，對(duì)霧源、跑道面、雷達(dá)盲區(qū)等影響探測(cè)效果的幾個(gè)方面開展了詳細(xì)分析，結(jié)合多個(gè)機(jī)場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)給出了新建雷達(dá)的選址建議。本文對(duì)將來(lái)民用航空新建毫米波云霧雷達(dá)的選址問題有一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Lingzhi Zhong 仲凌志，Liping Liu 劉黎平，Runsheng Ge 葛潤(rùn)生. 毫米波測(cè)云雷達(dá)的特點(diǎn)及其研究現(xiàn)狀與展望[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展，2009，24（4）.

作者簡(jiǎn)介：田星（1983-），男，四川省自貢市人，漢，高級(jí)工程師，研究生。研究方向：信號(hào)與信息處理。