關于機場氣象毫米波云霧雷達選址的探討

摘要：本文對如何在機場附近新建氣象毫米波云霧雷達的選址問題進行了深入研究，對霧源、跑道面、雷達盲區等影響探測效果的幾個方面開展了詳細分析，結合多個機場的建設經驗給出了新建雷達的選址建議。本文對將來民用航空新建毫米波云霧雷達的選址問題有一定借鑒意義。

關鍵詞：毫米波云霧雷達、選址

一、毫米波云霧雷達

低云和大霧是影響民航飛行安全重要天氣現象，常規氣象雷達和探測設備很難全面地探測這種天氣現象，而毫米波雷達的波長較短，能探測到云、霧、毛毛雨等較小粒子，不僅能夠用來連續觀測云狀、云量、云厚、云高等宏觀參數，而且可以全方位掃描云霧強度和速度，也能較好地輔助預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、選址標準

1）霧源

對于平流霧較多地區，應該把雷達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

雷達是為保障航空器安全起降提供氣象資料，因此雷達數據應覆蓋整條跑道，特別是主降端以及下滑道，應避免因障礙物遮擋雷達波束無法探測到以上重要區域的情況出現。

3）雷達盲區

最小探測距離盲區是脈沖體制雷達固有的問題，一般而言毫米波雷達的盲區在200米到500米之間。雖然通過長短脈沖技術可以彌補一部分盲區，但是還是存在一定盲區。如果在跑道端選址的時候，需要特別注意雷達盲區問題，避免重要探測區域處于盲區內。

4）雷達最佳數據區域

因為雷達掃描出來的數據是極坐標體系的數據，通常雷達數據半徑為15km，靠近中心的數據密集，原理中心的數據疏散，所以根據后期產品繪制和使用的經驗總結出來，在2km至7km的數據在三維空間中展示的效果最佳，即為雷達最佳數據區域。選址的時候，應該盡量把重點探測區域放到這個區域中，以實現雷達最佳探測效果。

5）站點高度

雷達天線水平高度應高于跑道面水平高度，且高度差在5米至20米之間最佳。如果雷達天線過低，則雷達數據可能覆蓋不了整條跑道，在跑道上方會出現數據盲區;如果雷達天線過高，脈沖信號經跑道反射會形成雜波或折疊現象，影響產品質量。

6）供電

毫米波雷達自身額定功率相對X、C和S等波段天氣雷達較低，約5kw額定功率，一般只需接220v的兩相電即可，但需接20A空開。無論在飛行控制區還是機場工作區都容易滿足供電需求。

8）傳輸

雷達實時傳輸數據量較小，通常利用無線傳輸設備即可滿足數據傳輸帶寬需求，可在雷達與機場塔臺之間架設無線傳輸通道，在塔臺落地后轉為有線方式傳回機房。

9）征地

在飛行控制區內，一般不會有征地問題，只需與相關部門溝通即可。而在機場外選址，則會面臨征地問題，往往征地和臺站建設花費的精力和財力要遠超雷達主設備本身的價值，拉低雷達工程的性價比。

三、選址建議

通常在機場附近很難找到一個能滿足以上全部選址標準的備選站點。絕大多數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內，障礙物遮擋影響會較小，但是可能有雷達盲區和達不到最佳數據區域的影響;如果選在機場附近，可以靠近霧源并不收雷達盲區影響，但是又有供電、傳輸和征地等因素考慮。西南地區某機場擬選雷達站點，如圖所示。

根據以上經驗，建議在跑道非主降端一側的飛行控制區內，選取合適高度建筑，在頂層搭建基礎，安裝雷達和無線傳輸設備。這樣，既能探測到跑道主降端和霧源等重點探測區域，也能解決供電、傳輸和征地等問題。只是在控制區內如何找到這樣的建筑就成了另一個問題，不過大多數機場都有配套工程，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。

四、總結

本文對如何在機場附近新建氣象毫米波云霧雷達的選址問題進行了深入研究，對霧源、跑道面、雷達盲區等影響探測效果的幾個方面開展了詳細分析，結合多個機場的建設經驗給出了新建雷達的選址建議。本文對將來民用航空新建毫米波云霧雷達的選址問題有一定借鑒意義。

參考文獻：

[1]Lingzhi Zhong 仲凌志，Liping Liu 劉黎平，Runsheng Ge 葛潤生. 毫米波測云雷達的特點及其研究現狀與展望[J]. 地球科學進展，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。