王萌萌 江文杰 劉杰鋒 史效瑜

摘要：天氣雷達(dá)是用來測量云雨?duì)顟B(tài)、探測惡劣天氣發(fā)生，以及分析天氣發(fā)展演變過程的，是一種預(yù)測天氣現(xiàn)象的技術(shù)。而相控陣天氣雷達(dá)，則是一種隨著雷達(dá)技術(shù)發(fā)展而相應(yīng)出現(xiàn)的新型天氣雷達(dá)，它的出現(xiàn)標(biāo)志了其是今后天氣雷達(dá)發(fā)展的方向之一。珠海市位于珠江口的西南部，它所屬的氣候條件是亞熱帶季風(fēng)氣候，所以珠海市的雷雨天氣是較多的，再加上珠海市的地理地質(zhì)條件較為平坦，所以珠海市常常受到雷雨天氣的影響。而相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)可以很好的降低雷擊所造成的傷害，起到一種預(yù)防的作用。

關(guān)鍵詞：珠海市；相控陣；天氣雷達(dá)；防雷設(shè)計(jì)

眾所周知，雷擊事件始終都影響著人們的生活，嚴(yán)重的情況下，很有可能會造成人的生命安全受到威脅。珠海市所處的地理位置以及氣象因素，都導(dǎo)致了它所受到的雷擊影響是較大的，并且雷擊常常出現(xiàn)的類型有直擊雷、感應(yīng)雷以及電涌等問題，因此切實(shí)利用相控陣天氣雷達(dá)來做好相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)，將會顯得非常重要。本篇文章接下來將會對相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)展開更加科學(xué)的研究。

一、關(guān)于相控陣天氣雷達(dá)的系統(tǒng)研究

雷達(dá)的種類是較多的，天氣雷達(dá)與其他的雷達(dá)有著非常明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)為，天氣雷達(dá)探測的主要對象是云、雨粒子的運(yùn)動和分布，簡單來講，就是一種專門研究天氣的雷達(dá)系統(tǒng)。相控陣天氣雷達(dá)是當(dāng)前世界上應(yīng)用最為廣泛的雷達(dá)系統(tǒng)，因?yàn)樗軌蚝芎玫倪M(jìn)行掃描取樣，縮短整個掃描的周期，天氣雷達(dá)能夠極好的觀測惡劣天氣的演變過程，并且在這樣的過程當(dāng)中積極的發(fā)揮出應(yīng)有的用處，從這一個層面上來分析可知，這也是相控陣天氣雷達(dá)防雷設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛的原因之一。相控陣天氣雷達(dá)可以在垂直波束上采用電掃描相控技術(shù)，從而形成多段波束，這樣一來，雷達(dá)能夠在極短的時間里較好的展開準(zhǔn)確性的監(jiān)測，同時也能夠預(yù)警災(zāi)害性天氣的發(fā)生。從相控陣天氣雷達(dá)對氣象目標(biāo)的探測來講，其能夠很好的測定散射體相對雷達(dá)的速度，但是不同之處在于它的天線主要采用的是平面陣列的形式，波束的指向總體上是依靠改變陣列單位之間的相位差來改變的。正是因?yàn)樯衔乃枋鲂畔?，也就決定了相控陣天氣雷達(dá)系統(tǒng)在發(fā)射、接受以及防雷等方面都與一般的雷達(dá)有所不同，所以其對于珠海市的防雷設(shè)計(jì)也是具有較好的現(xiàn)實(shí)意義的。

二、珠海市相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)探測原理

根據(jù)珠海市的地理以及氣象因素分析可知，珠海市所面臨的雷擊事件概率是較大的。相控陣天氣雷達(dá)的探測原理是，通過天氣雷達(dá)的天線向空間發(fā)射電磁波能量，一旦發(fā)現(xiàn)雷電氣象目標(biāo)時，將會使得一部分能量向后散射到雷達(dá)天線當(dāng)中，這樣雷達(dá)接收機(jī)將會接受到信號，之后根據(jù)接受信號的強(qiáng)度將會探測出雷電天氣的強(qiáng)度、類型，以及總結(jié)出科學(xué)解決措施，從而有關(guān)的技術(shù)部門人員將會根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，采取相適應(yīng)的措施進(jìn)行解決。另一方面，相控陣天氣雷達(dá)防雷技術(shù)將會依靠相位差來實(shí)現(xiàn)空間的轉(zhuǎn)動以及掃描，它的波束形狀能夠在波束控制計(jì)算機(jī)之下，通過改變天線單位之間的幅度來獲取與天氣相適應(yīng)的圖象，所以相控陣?yán)走_(dá)能夠極好的對雷雨天氣展開預(yù)防應(yīng)對，所以，相控陣天氣雷達(dá)的多波束特點(diǎn)，決定了其在防雷問題上具有科學(xué)高效的應(yīng)對手段。

三、關(guān)于珠海市相控陣天氣雷達(dá)防雷設(shè)計(jì)的措施分析

珠海市的地理和氣象因素所帶來的雷雨天氣是較多的，同時珠海市又是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)，因此做好該地區(qū)的防雷設(shè)計(jì)工作，將會顯得非常重要。一般來講，珠海市發(fā)生的雷擊問題，主要有直擊雷侵害以及雷電波侵入等問題。因此珠海市相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)可以采取以下措施科學(xué)展開。

（一）針對于直擊雷的問題可以安裝頂端玻璃鋼接閃器

相控陣天氣雷達(dá)站天線接受裝置一般情況下，都是安置在鋼結(jié)構(gòu)支架的頂端之上的，又或者是建筑物頂，雷達(dá)天線的外套上，通常有一球狀的非金屬天線罩，并且都是采用四支高度相同的接閃桿保護(hù)的。在處理接閃桿的問題上，要時刻注重使得接閃桿減少出現(xiàn)雷擊事件的概率，將雷擊電磁脈沖的危害降低，這樣也就決定要適當(dāng)?shù)目刂平娱W桿的高度，所以在安裝頂端玻璃鋼接閃器的時候，需要切實(shí)注重四個方面的原則問題：

首先接閃桿的金屬支撐桿應(yīng)在雷達(dá)天線仰角零度之下，順著上沿使用相當(dāng)長一段高強(qiáng)度的玻璃鋼管來替代原來的金屬桿，這樣做的目的是可以有效的避免金屬桿對于雷達(dá)的工作造成影響。

其次頂端玻璃鋼接閃器的接閃桿長度應(yīng)當(dāng)控制在1m范圍之內(nèi)。

再次整個防雷金屬桿所使用的圓鋼直徑不能小于16mm，同時鋼管的直徑應(yīng)當(dāng)不小于25mm。

最后，接閃桿與天線罩的水平距離需要小于3m。

（二）相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)需要引下線

相控陣天氣雷達(dá)防雷設(shè)計(jì)引下線，是為了確保雷擊的電力能夠及時的被釋放

到土壤之中，因此應(yīng)將接閃桿與建筑物的引下線進(jìn)行連通。一般來講，雷電站所設(shè)置的位置都在山頂，又因?yàn)橥寥辣旧砭哂休^強(qiáng)的電阻率，所以通過引下線將雷電引入土壤之中，將會在很大程度上確保其他設(shè)備不會受到雷電的威脅。具體來講，要利用雷達(dá)站建筑物的外墻，使得主鋼筋通長焊通，進(jìn)而展開引下線。有關(guān)工作人員在布置引下線的時候，要切實(shí)的避免中間柱內(nèi)主筋作為引下線，這樣主要是因?yàn)殡娮有畔⑾到y(tǒng)的接地方式，通常情況下都是采用單點(diǎn)接地的方式，并且將建筑物的中心部位引導(dǎo)建筑物底部的接地基礎(chǔ)上，可以切實(shí)的減小引下線產(chǎn)生的強(qiáng)磁場干擾。

（三）相控陣天氣雷達(dá)防雷措施當(dāng)中的感應(yīng)雷處理

感應(yīng)雷對于珠海市的影響也是較為嚴(yán)重的，樹立科學(xué)的防感應(yīng)雷措施，將會在一定程度上保證珠海市的經(jīng)濟(jì)以及人們的生命安全。具體來講要做好基礎(chǔ)接地裝置，基礎(chǔ)接地裝置從本質(zhì)上來講與普通的民用建筑是一樣的。相控陣天氣雷達(dá)的保護(hù)接地、電子信息設(shè)備接地與建筑物的防雷節(jié)點(diǎn)通常需要共同使用一組接地裝置，需要特別注意的是，接地裝置的電阻，必須要根據(jù)各個接入設(shè)備的最小值進(jìn)行確定，如此一來也就能夠有效的降低感應(yīng)雷造成的損害問題。

結(jié)束語：

通過上文的描述可知，珠海市的相控陣天氣雷達(dá)防雷設(shè)計(jì)必須要得到重視，因?yàn)樗谝欢ǔ潭壬嫌绊懼楹Ｊ薪?jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的安全。相控陣天氣雷達(dá)需要注重這些方面的雷電天氣影響，其分別是直接雷、感應(yīng)雷等。相信只要有關(guān)氣象公共服務(wù)部門，能夠具體問題具體分析，那么一定可以做好珠海市相控陣天氣雷達(dá)的防雷設(shè)計(jì)。

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第一作者簡介：

王萌萌（1987年5月-），男，漢族，山東棲霞人，本科，助理工程師，從事氣象防雷工作。