對民航空管二次雷達系統安全運行的電磁環境分析

潘浩

摘? ?要：電磁輻射污染除會影響民航正常運行外，也會對人體健康、環境造成影響，因此，對電磁環境安全區域予以研究尤為必要。因此，本文首先對民航空管二次雷達系統簡析及電磁環境評價標準予以分析，其次對民航空管二次雷達系統有源干擾現象及排查展開探討，最后對雷達系統電磁環境安全區域范圍加以計算，望借此為民航正常運行、建設提供相應參考。

關鍵詞：民航? 空管? 二次雷達系統? 電磁環境

中圖分類號：TN958? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0002-02

目前伴隨科學技術發展，機場附近有源干擾設備日益增加，嚴重影響雷達系統的穩定、安全運行。例如，列車于隧道運行過程中，將會產生一定量的電磁輻射，若未采取相關措施對地面監視設備及機載設備等予以屏蔽，將會嚴重影響列車的安全運行。所以無論在有源干擾設備設置時，或在航空交通設施建造過程中，考慮電磁環境因素，科學選取建造環境，尤為必要。借此可為機場無線電檢視設備安全運行提供保障，并可滿足相關要求。

1? 民航空管二次雷達系統簡析及電磁環境評價標準

1.1 民航空管二次雷達系統簡析

現階段民航空管二次雷達系統主要可分為一次雷達及二次雷達兩種類型，其中一次雷達也被稱作反射式主雷達;二次雷達主要借助接受應答信息及詢問等途徑識別及發現目標。二次雷達借助發射機發出脈沖信號，向機載應答裝置發出詢問信號，二次雷達接收應答裝置所反饋信號后，以計算機系統對信號加以處理，以獲取有關信息。設備發射天線為本裝置電磁輻射主要來源，其中天線高度及形式將會直接影響電磁輻射分布、電磁輻射大小，所產生的電磁輻射將以垂直方向圖、水平方向圖予以表現。

1.2 電磁環境評價標準

以某民航空管四號系統DLD-100A型全固態單脈沖二次雷達及一次雷達合裝為例展開分析，本系統主要由通道控制盒、MSSR詢問機、天線系統構成，二次雷達最佳探測性能為50海里內，探測范圍可達200海里，丟點現象及跳點現象產生概率較低，且不會給管制人員造成影響。二次雷達系統在正常工作中的應答參數頻率、詢問參數頻率分別為1090MHz、1030MHz。據民航機場相關標準中指出，以雷達天線為中心點，于450m半徑范圍內，禁建設任何金屬建筑，并指出若周圍建有居民住宅，則不可過于密集，且不可架設高壓輸電線等裝置。800m半徑范圍內，禁存在有源電氣干擾設備，如高頻爐及氣象雷達等均不可存在。

2? 民航空管二次雷達系統有源干擾現象及排查

2.1 有源干擾現象

據民航管制員反映，某航線中，以雷達站作為重點，范圍半徑60km左右，方位180°～200°，民航飛機在運行過程中產生丟點問題，影響民航運行安全、穩定，分析原始視頻后發現，二次雷達存在無序應答現象，且對正確解答也無法應答現象，存在點跡丟失現象。對干擾現象加以分析后發現，并非為雷達內部原因，疑外部有源干擾導致。

2.2 有源干擾排查

基于二次雷達系統工作程序，如詢問期間同時存在與詢問信號頻率相同或相似信號，且干擾頻率強，機載應答裝置則難以對詢問脈沖信號予以準確識別，由此產生不應答現象。應答期間，若雷達天線上同時存在與應答信號頻率相同或相似信號，且干擾頻率較強，雷達天線將會不予應答，由此產生丟點現象。經細致排查發現，雷達站南部2～3km位置的儲存庫內發現無線視頻監控裝置，此裝置微波信號強，可對二次雷達形成電磁干擾，經與相關人員協商后，無線視頻監控裝置更換，此后無丟點事件產生。

3? 雷達系統電磁環境安全區域范圍計算

3.1 計算分析方法

計算電磁環境安全區域時，需遵循以下要點：一為應結合發射天線塔高差異，計算地面-天線間的各水平距離預測點、天線發射方向夾角。二為將發射天線垂直方向繪制圖作為依據展開計算，得出相對位置的方向性函數。三為設計預測模式時，需帶入基本參數，如天線增益等。借此可對預測點功率密度值加以計算。此外，建設工作展開前，應對電磁環境予以監測，對電磁干擾相關參數予以預測，并對建設雷達站對附近電磁環境的影響予以分析。

3.2 具體安全區域計算

首先為遠近場區計算。遠近場區劃分標準如下：天線中線點與水平90m間區域為近場區域，而超出90m區域即為遠場區域。據計算，近場區域最大功率密度是0.375W/m2，依據實測數據得出，相對天線27m，電磁輻射在二次雷達旁瓣區域地面投影預測結果為：當二次雷達地面據中心點不足30m范圍內，最高值可達6.06×10-1W/m2，同標準值0.08W/m2相比較低，因此無設置防護距離必要。由于二次雷達主波束寬度為2.4°，向天發射信號，以﹢-1°為俯仰角施以角度，以幾何換算展開計算，雷達地面站1546m區域范圍內，500m為主波束可到達最遠區域范圍。以遠場區域范圍劃分標準及發射天線垂直方向圖為標準，于水平距離90m處加以預測，獲取預測點信息，100m處水平距離時，48×10-4W/m2為最高功率密度，200m處水平距離時，10×10-4W/m2為最高功率密度，500m處水平距離時，5×10-4W/m2為最高功率密度，以距離及數據二者間所表現關聯而言，電磁輻射功率伴隨距離增加而不斷減小，4.76×10-4W/m2為此范圍內最高功率密度值。同標準值相比，較低，因此，此范圍為安全范圍且無需設施特殊防護。

其次為安全防護區域及距離計算。依據限值0.08W/m2，并經計算得出，高度天線達標距離分別如下：地面高度為3m時，40m處為水平達標距離;地面高度為10m時，70m處為水平達標距離;地面高度為16m時，90m處為水平達標距離;地面高度為22m時，150m處為水平達標距離，將所得數據繪制成趨勢圖，得出如下結論，當距地面高度至少達16m且遠場區域90m處，均為安全區域。結合所計算數據可知，電磁輻射安全區域同水平輻射達標距離二者間呈正比關系，即達標距離越遠，電磁輻射安全區域越高。以整體視角而言，近場區域為雷達站的安全建設區域，在此區域內，也不會對人員造成傷害。電磁輻射在16m高度范圍內將不會對人體造成傷害。以遠場區域而言，電磁輻射功率密度伴隨距離不斷增加，呈逐漸弱化趨勢，于以上高度范圍內均為安全輻射區域。

4? 結語

總而言之，空中交通管制的重要內容即為雷達管制，其中重點管制區域便為雷達站，所以，為促進民航行業發展，注重雷達站建設尤為必要。因此，分析二次雷達系統電磁環境尤為必要。同時，計算安全區域范圍時，還應結合實際情況以適宜計算方式加以計算，計算完成后，還應對安全區域予以分析。若航行過程中出現有源干擾現象，如丟點及跳點等現象時，需即刻展開有源干擾排查工作，明確干擾源，施以科學抗干擾措施，保障飛行安全、穩定。

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