監(jiān)視雷達交通管理論文

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一、機場場面監(jiān)視雷達的類型

早期機場使用的監(jiān)視雷達都運用ka波段（24GHz～35GHz），那個時期，這種雷達設(shè)備具有較高的分辨率，但因其覆蓋范圍太小，在惡劣的天氣條件下效果更差。所以，國際上多數(shù)國家管理部門與雷達生產(chǎn)商開始致力于雷達低頻性能的研究。現(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)使用較為廣泛的場面監(jiān)視雷達主要有Ku波段和x波段兩種形式。x波段雷電設(shè)備運用開槽的波導天線，實際工作時處于單頻率狀況，設(shè)置的頻率為10GHz。Ku波段雷達設(shè)備實際工作時處于頻率分集狀態(tài)，運用的反射天線和專用電子設(shè)備工作，工作的頻率約為16GHz。根據(jù)雷達天線仰角波瓣圖可知，x波段開槽天線的主要特性為15°仰角波瓣圖。Ku波段反射器的天線當做監(jiān)測雷達使用時是3°的仰角波瓣圖。從理論角度來說，運用銳仰角的波瓣圖能夠降低雨對雷達探測效果的影響。為了有效抑制雨點反射，使用圓極化方式必不可少。Ku波段運用圓極化方式，x波段運用線性極化方式，所以這種設(shè)置無法對雨點反射起到抑制效果。由方位波瓣圖可知，高分辨率雷達規(guī)定必須設(shè)計較窄的脈沖寬度（≤40ns）和方位天線波瓣（≤0.35°）。Ku波段的雷達系統(tǒng)，多運用半徑為4m的反射器天線獲取所有的性能。x波段雷達雖然應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，但因其波段分布比較廣泛這在一定程度增大干擾的風險，主要表現(xiàn)在靠近海岸的機場。

二、機場場面監(jiān)視雷達的設(shè)計方案

1監(jiān)視雷達的作用從國際民航組織的相關(guān)規(guī)定可知，機場場面設(shè)置監(jiān)視雷達可以對機場活動區(qū)域進行檢測，同時也可以監(jiān)視非活動區(qū)域，可以快速精確得出機場場面飛機和車輛運動清理。設(shè)置監(jiān)視雷達可以幫助管制人員及時清楚的掌握場面車輛和飛機的靜止和運動狀況，可以判斷飛行跑道是否出現(xiàn)占用，必要時也能為飛行器、救援車輛等提供緊急情況的導航信息。

2基本組成機場場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)是由室外和室內(nèi)兩個單元組成。室外單元主要有：天線、體現(xiàn)轉(zhuǎn)臺、饋線室外部分；室內(nèi)單元主要劃分為：收發(fā)機柜、配電箱、綜合機柜、饋線室內(nèi)部分等。除去天饋和伺服系統(tǒng)之外，其他系統(tǒng)都使用雙套熱備份。

3建設(shè)要點運用頻率分集、頻率捷變提升目標在雜波環(huán)境下的檢測概率和精度；運用圓極化有效改善雨雜波狀態(tài)下的檢測性能；運用寬帶線性調(diào)頻信號通過脈沖達到高距離向分辨力。使用非色散水平窄波束實現(xiàn)方位的高分辨率。同時，場面監(jiān)視雷達的實際探測效果與雷達天線的高度有很大關(guān)系，相關(guān)經(jīng)驗表明，天線的架設(shè)高度最合理的范圍是30~60米。過高或太低都會帶來不良影響。為了提升雷達的分辨率，場面監(jiān)視雷達天線的最遠區(qū)域不能太大。雷達的分辨率由徑向分辨率和角分辨率組成。徑向分辨率主要與雷達設(shè)置的發(fā)射脈沖寬度有關(guān)，對角分辨率則受到信號波長及目標距離的影響，對角分辨率與波長成正比，與距離成反比例。通常狀況下，x波段的監(jiān)視雷達在-3dB部位的天線波瓣會為2000米處的目標提供12.6m的精度。由此可知，場面監(jiān)視雷達對重要監(jiān)測區(qū)域的距離不要果園，一般不能超過1500m，從而保障最少達到15m的角精度。

4設(shè)計方案根據(jù)機場場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)選取機械掃描完成3600目標監(jiān)視的目的。為了提升該系統(tǒng)的安全性、可靠性設(shè)置開關(guān)切換雙機冗余熱備份架構(gòu)；從機場的實際情況設(shè)計的雷達監(jiān)控可以劃分為監(jiān)視、引導及控制、操作及顯示三個模塊?？紤]到整個系統(tǒng)的完整性，對整個系統(tǒng)設(shè)置管理控制級（AUPERVISOR）就能達到維護、管理系統(tǒng)的目的。因某些特殊任務(wù)的需求，系統(tǒng)還設(shè)置了遠程顯示模塊。從技術(shù)的角度來說，監(jiān)視模塊中配備雷達頭、收發(fā)機等處理單元，合理指引控制模塊和操作顯示模塊的各項操作。因雷達頭嚴重制約著系統(tǒng)的作用范圍、精度，根據(jù)長時間的調(diào)研，獲取以下比較準確的數(shù)據(jù)資料。下文是以x波段和ku波段的雷達從技術(shù)性能上展開比較。因ku波段的雷達其垂直波束俯角遠遠大于x波段雷達，可以得出ku波段的雷達具有良好的俯視角，能更好的覆蓋較近區(qū)域。對比兩者的波瓣寬度可知，ku波段的雷達定位精度明顯高于x波段雷達。因ku波段和x波段的雷達兩者的重量分別為762kg、1500kg，ku波段雷達比后者較輕，又因其尺寸也比x波段雷達小，這對正在建筑的站坪沒有太大的影響。綜合上述因素可知，ku波段雷達在關(guān)鍵技術(shù)性能方面明顯優(yōu)于x波段雷達。

三、結(jié)論

綜上所述，民用機場場面設(shè)置監(jiān)視雷達可以對機場活動區(qū)域內(nèi)的飛機、服務(wù)車輛及障礙物進行監(jiān)測，測量結(jié)果會與機場的固定設(shè)施展開綜合進行科學管理，便于為管制員提供最佳的場面監(jiān)視參考，從而提升機場場面管理的效率和能力。

作者：王思韻單位：中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局運行管理中心