关于机场气象毫米波云雾雷达选址的探讨

摘要：本文对如何在机场附近新建气象毫米波云雾雷达的选址问题进行了深入研究，对雾源、跑道面、雷达盲区等影响探测效果的几个方面开展了详细分析，结合多个机场的建设经验给出了新建雷达的选址建议。本文对将来民用航空新建毫米波云雾雷达的选址问题有一定借鉴意义。

关键词：毫米波云雾雷达、选址

一、毫米波云雾雷达

低云和大雾是影响民航飞行安全重要天气现象，常规气象雷达和探测设备很难全面地探测这种天气现象，而毫米波雷达的波长较短，能探测到云、雾、毛毛雨等较小粒子，不仅能够用来连续观测云状、云量、云厚、云高等宏观参数，而且可以全方位扫描云雾强度和速度，也能较好地辅助预报员判断云雾移动的矢量以及消散时间等。近年来，我国各地逐渐开展毫米波云雾雷达的新建工作，而选址问题一直是工程面临的头等难题，本文就选址问题展开探讨。

二、选址标准

1）雾源

对于平流雾较多地区，应该把雷达站点放在雾源与跑道主降端的连线上。如果雾源距跑道主降端超过5km，理想站点为两者中点;如果两者距离较近，未超过5km，可在两者两侧延长线上选址，但站点距离跑道主降端不宜超过10km。

2）跑道主降端

雷达是为保障航空器安全起降提供气象资料，因此雷达数据应覆盖整条跑道，特别是主降端以及下滑道，应避免因障碍物遮挡雷达波束无法探测到以上重要区域的情况出现。

3）雷达盲区

最小探测距离盲区是脉冲体制雷达固有的问题，一般而言毫米波雷达的盲区在200米到500米之间。虽然通过长短脉冲技术可以弥补一部分盲区，但是还是存在一定盲区。如果在跑道端选址的时候，需要特别注意雷达盲区问题，避免重要探测区域处于盲区内。

4）雷达最佳数据区域

因为雷达扫描出来的数据是极坐标体系的数据，通常雷达数据半径为15km，靠近中心的数据密集，原理中心的数据疏散，所以根据后期产品绘制和使用的经验总结出来，在2km至7km的数据在三维空间中展示的效果最佳，即为雷达最佳数据区域。选址的时候，应该尽量把重点探测区域放到这个区域中，以实现雷达最佳探测效果。

5）站点高度

雷达天线水平高度应高于跑道面水平高度，且高度差在5米至20米之间最佳。如果雷达天线过低，则雷达数据可能覆盖不了整条跑道，在跑道上方会出现数据盲区;如果雷达天线过高，脉冲信号经跑道反射会形成杂波或折叠现象，影响产品质量。

6）供电

毫米波雷达自身额定功率相对X、C和S等波段天气雷达较低，约5kw额定功率，一般只需接220v的两相电即可，但需接20A空开。无论在飞行控制区还是机场工作区都容易满足供电需求。

8）传输

雷达实时传输数据量较小，通常利用无线传输设备即可满足数据传输带宽需求，可在雷达与机场塔台之间架设无线传输通道，在塔台落地后转为有线方式传回机房。

9）征地

在飞行控制区内，一般不会有征地问题，只需与相关部门沟通即可。而在机场外选址，则会面临征地问题，往往征地和台站建设花费的精力和财力要远超雷达主设备本身的价值，拉低雷达工程的性价比。

三、选址建议

通常在机场附近很难找到一个能满足以上全部选址标准的备选站点。绝大多数情况是因为障碍物遮挡的原因，无法选出最佳站点，因而需要反复取舍、不断比选，最后确定一个较为理想站点。如果选在飞行控制区内，障碍物遮挡影响会较小，但是可能有雷达盲区和达不到最佳数据区域的影响;如果选在机场附近，可以靠近雾源并不收雷达盲区影响，但是又有供电、传输和征地等因素考虑。西南地区某机场拟选雷达站点，如图所示。

根据以上经验，建议在跑道非主降端一侧的飞行控制区内，选取合适高度建筑，在顶层搭建基础，安装雷达和无线传输设备。这样，既能探测到跑道主降端和雾源等重点探测区域，也能解决供电、传输和征地等问题。只是在控制区内如何找到这样的建筑就成了另一个问题，不过大多数机场都有配套工程，在消防站、燈光站、地服物流仓库等部门建筑上还是比较容易找到合适位置用于安装雷达。

四、总结

本文对如何在机场附近新建气象毫米波云雾雷达的选址问题进行了深入研究，对雾源、跑道面、雷达盲区等影响探测效果的几个方面开展了详细分析，结合多个机场的建设经验给出了新建雷达的选址建议。本文对将来民用航空新建毫米波云雾雷达的选址问题有一定借鉴意义。

参考文献：

[1]Lingzhi Zhong 仲凌志，Liping Liu 刘黎平，Runsheng Ge 葛润生. 毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望[J]. 地球科学进展，2009，24（4）.

作者简介：田星（1983-），男，四川省自贡市人，汉，高级工程师，研究生。研究方向：信号与信息处理。