摘要：本文對如何在機(jī)場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，對霧源、跑道面、雷達(dá)盲區(qū)等影響探測效果的幾個方面開展了詳細(xì)分析，結(jié)合多個機(jī)場的建設(shè)經(jīng)驗給出了新建雷達(dá)的選址建議。本文對將來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)和探測設(shè)備很難全面地探測這種天氣現(xiàn)象，而毫米波雷達(dá)的波長較短，能探測到云、霧、毛毛雨等較小粒子，不僅能夠用來連續(xù)觀測云狀、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)報員判斷云霧移動的矢量以及消散時間等。近年來，我國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

對于平流霧較多地區(qū)，應(yīng)該把雷達(dá)站點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，理想站點為兩者中點;如果兩者距離較近，未超過5km，可在兩者兩側(cè)延長線上選址，但站點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)波束無法探測到以上重要區(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候，需要特別注意雷達(dá)盲區(qū)問題，避免重要探測區(qū)域處于盲區(qū)內(nèi)。

4）雷達(dá)最佳數(shù)據(jù)區(qū)域

因為雷達(dá)掃描出來的數(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)驗總結(jié)出來，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。選址的時候，應(yīng)該盡量把重點探測區(qū)域放到這個區(qū)域中，以實現(xiàn)雷達(dá)最佳探測效果。

5）站點高度

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，在跑道上方會出現(xiàn)數(shù)據(jù)盲區(qū);如果雷達(dá)天線過高，脈沖信號經(jīng)跑道反射會形成雜波或折疊現(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。無論在飛行控制區(qū)還是機(jī)場工作區(qū)都容易滿足供電需求。

8）傳輸

雷達(dá)實時傳輸數(shù)據(jù)量較小，通常利用無線傳輸設(shè)備即可滿足數(shù)據(jù)傳輸帶寬需求，可在雷達(dá)與機(jī)場塔臺之間架設(shè)無線傳輸通道，在塔臺落地后轉(zhuǎn)為有線方式傳回機(jī)房。

9）征地

在飛行控制區(qū)內(nèi)，一般不會有征地問題，只需與相關(guān)部門溝通即可。而在機(jī)場外選址，則會面臨征地問題，往往征地和臺站建設(shè)花費的精力和財力要遠(yuǎn)超雷達(dá)主設(shè)備本身的價值，拉低雷達(dá)工程的性價比。

三、選址建議

通常在機(jī)場附近很難找到一個能滿足以上全部選址標(biāo)準(zhǔn)的備選站點。絕大多數(shù)情況是因為障礙物遮擋的原因，無法選出最佳站點，因而需要反復(fù)取舍、不斷比選，最后確定一個較為理想站點。如果選在飛行控制區(qū)內(nèi)，障礙物遮擋影響會較小，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)場擬選雷達(dá)站點，如圖所示。

根據(jù)以上經(jīng)驗，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)和無線傳輸設(shè)備。這樣，既能探測到跑道主降端和霧源等重點探測區(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問題，不過大多數(shù)機(jī)場都有配套工程，在消防站、燈光站、地服物流倉庫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)

本文對如何在機(jī)場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，對霧源、跑道面、雷達(dá)盲區(qū)等影響探測效果的幾個方面開展了詳細(xì)分析，結(jié)合多個機(jī)場的建設(shè)經(jīng)驗給出了新建雷達(dá)的選址建議。本文對將來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 葛潤生. 毫米波測云雷達(dá)的特點及其研究現(xiàn)狀與展望[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展，2009，24（4）.

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