民航雷达站论文

民航雷达站论文（精选3篇）

民航雷达站论文 篇1

雷电是一种强烈的大气放电现象,由于雷电放电是在极短的时间内释放出巨大的能量,形成的大电流和高电压具有极强的破坏力,自古以来就是威胁人类生命财产的一大自然灾害。雷灾已经被国际电工委定义为威胁人类生存的世界十大自然灾害之一,在联合国国际十年减灾委员会公布的十大自然灾害中,雷电由于对人类生命、财产的巨大危害,被列在了显著的地位。近些年来,随着各种微电子技术、计算机信息技术的迅猛发展,建筑物内信息系统的雷电防护又成为防雷工程中新的急需研究的课题。由于微电子仪器设备普遍存在绝缘强度低,过电压耐受能力差等致命弱点,一旦遭受雷击、浪涌过压的冲击,轻则造成这些电子系统的运行中断,设备永久性损坏,重则造成其它相关系统的中断瘫痪,造成不可估量的直接与间接的巨大经济损失。因此,民航机场雷达站防雷方法研究已成为保证雷达站正常工作不可或缺的内容。民航机场雷达站的防雷主要是防止直击雷、感应雷、球星雷和雷电电磁脉冲对它的破坏。

1民航雷达站的综合防雷法方法

根据民航雷达站设备构成和工作性能,结合民航雷达站建筑物本身的特点,通常民航雷达站应具备以下几种防雷方法[1]。

1.1天线的防雷保护。民航雷达站的天线通常装设在建筑物顶部,要求天线与屋顶上的防雷装备连接在一起,且连接点不能少于两点。如果天线超出民航雷达站建筑物的雷电防护范围时,则应装设单独的避雷针对天线进行防雷保护,并且避雷针的引下线要与天线防雷接地装置可靠地连接在一起。

1.2供电系统的防雷保护。可对民航雷达站室内供电系统采用避雷器进行分级保护。从高压柜、低压柜、主配电箱到各分配电箱进行分级保护,把雷电过电压降到设备能够承受的水平。

1.3对进出民航雷达站的金属管、电线、线缆的防雷保护。进出雷达站内外的各种金属管道、电缆以及引入、引出线,要求在进出口处与建筑物的防雷接地装置相连接。如电缆的金属外皮和钢套管等要与雷达站设备的接地装置相连接。在电缆线转换成架空线的地方还要装设避雷器加以保护。

1.4对民航雷达站信息传输网络的防雷保护。应根据雷电对电子信息设备不同的干扰、袭击途径来采取相应的措施。如雷电引起的雷电波、感应过电压会沿着导线侵入各雷达站设备内部。雷电能量还有可能直接作用在雷达设备上损坏其内部元器件或是导致雷达误动作;雷电还可能通过地电位反击来损坏设备接线柱、导线及内部器件的绝缘。

针对民航雷达站可能出现的情况,可以采取以下的应对措施加以防护;对室内雷达设备进行等电位连接;将缆线装入金属管道后再进行敷设,用以加强屏蔽,减小雷电感应的干扰;有条件的可对雷达设备、控制机房采用大面积屏蔽措施;加装避雷器以限制进入充放电间的雷电压幅值。另外,还可以根据民航雷达站内电子信息设备的不同特点采用分组保护。据相关的统计资料显示,雷击损坏电子信息设备的事故70%以上是雷电由供电线路侵入后造成的,所以应重点对民航雷达站供电系统做好防雷保护工作。

2民航雷达站的抗电磁干扰方法

雷击会在民航雷达站附近产生及其强烈的电磁干扰。雷电电磁干扰能使民航雷达站中的电源系统、信息传输系统、计算机控制系统、监控系统等电子信息设备产生误码、误动作,使信号系统产生噪音污染。而直接雷击击中民航雷达站会导致设备和仪器的损坏,影响民航雷达站的正常工作。因此,民航雷达站防雷电电磁干扰显得非常必要,抗干扰成为雷达站不可缺少的技术措施。

为了防止民航雷达站供电电压在受雷击时产生波动,配电间及控制机房应采取稳压电源供电。在民航雷达站钢架互连结构施工时,要将室内所有钢筋全部焊接连通,保证电气上的连通。对民航雷达站内的进出线路应尽量采用屏蔽线缆,并对其屏蔽层进行可靠的接地。对诸如屋顶天线、监控探头等容易被干扰的电路或容易产生干扰的电路进行单独屏蔽和隔离。在雷达站设备的电源端采用低通滤波器,从而消除电网中的高频干扰。同时要防止各种接地之间的互相干扰。如在资金充足的情况下,可采用隔离和光纤数字传输技术用于布局民航雷达站内的上下走线系统。对民航雷达站内的照明设备可以使用电源线路滤波器对其电源接线端子进行屏蔽[2]。

3民航雷达站的防雷击接地方法

在雷击发生时,把雷电流迅速引入大地,防止雷电对民航雷达站内设备设施造成危害的接地称为防雷接地。在民航雷达站内大量的各类电子设备和网络布线系统,尤其在室内各层顶板、底板、侧墙和吊顶内几乎被各种线缆所布满。因此,为了保证民航雷达站中各类设备的正常运转,对雷达站的防雷接地的设计必须认真、严谨和可靠。民航雷达站中所有的功能接地必须以防雷接地系统为基础,建立严密、完整的防雷体系结构。民航雷达站在实际建设安装仪器过程中可按下述方法来进行接地。

3.1民航雷达站内部电子信息设备的信号接地、功率接地、逻辑接地、屏蔽接地和保护接地一般合用一个接地系统,其接地电阻不超过4欧姆。如果机房机设备的接地与工频交流接地和防雷接地采用联合接地时,其接地电阻不得超过1欧姆。屏蔽接地进行单独接地时,其接地电阻不得大于4欧姆。

3.2民航雷达站机房内的计算机控制系统的接地和建筑物的防雷接地采用联合接地装置时,应当对供电电缆进行屏蔽铠装处理,以避免雷击时遭受反击,保障计算机系统的安全。

3.3民航雷达站内的控制系统,抗干扰能力弱,它们的接地要和民航雷达站建筑物本身的防雷接地分开,两者之间的距离宜在20米左右,但具体距离还应根据雷达站内部的实际大小进行设计;对抗干扰能力强的设备,两者的距离可适当减小,但不得低于5米[3]。

本文利用现代雷电理论,分析和研究了民航雷达站防雷方法,对民航机场雷达站防雷措施研究及防雷系统设计提供了重要理论依据,对民航的安全飞行起着至关重要的作用。

参考文献

[1]中华人民共和国机械工业部主编.GB50057-1994《建筑物设计防雷规范》,2000.

[2]李景禄等.现代防雷技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.

[3]李垂军等.智能建筑防雷设计技术评价[J].气象研究与应用,2009.

民航雷达站论文 篇2

随着民航空管的发展,各地区各类机场逐步安装了场监雷达,以保障辖区机场的场面监视管制工作。西安咸阳机场也于2011年12月完成大石头村、靳里村两部场监雷达的安装调试工作,并于2012年5月随着咸阳机场二跑道与新塔台的投入使用而正式开放使用。

使用期间,雷达室工作人员反映靳里村场监雷达在约110度至120度间存在盲区,在场监雷达显示屏幕上可观察到此现象。

由于场监雷达波束是俯视扫描,因此对场地要求较高。雷达室工作人员根据盲区方位显示判断在盲区方向的一片树林是可能形成该盲区的原因。

以往判断盲区遮蔽物基本是靠雷达盲区显示的方位和距离,加上现场勘查来判断遮蔽物体方位,准确度不高。场监雷达是用发射机发射电磁高频脉冲,接收机接收回波,并通过录取器数据处理,在屏幕上显示物体的设备。高频电磁波具有遇障碍物就会反射的特点,而场监雷达工作频率在X波段,频率在9GMHz以上,波束越障碍能力极弱,因此产生盲区的起始点就是障碍物所在位置,通过与卫星实景地图的比照就不难找出遮蔽物体的位置与类型。

但是两张图片的比照还是不能够明确的指出遮蔽物的准确位置,如何能用最简单的图像甄别方法判断盲区产生的原因,通过实际操作笔者使用了图像处理软件来进行叠加处理,并将前景图片进行透明处理,场监雷达的盲区产生原因,以及遮蔽物的类型位置等情况将会即刻展现出来。以下将介绍图像处理方法:

(1)选择图像处理软件如:photoshop、fireworks等,用于图像处理,需有图像叠加与透明处理功能。

(2)选择场监雷达图片作为背景图片,由于在空间中三点确定一个平面,因此选择三个可视扫描地标作为图像处理参考点。下图所选择三个点分别为场监雷达所在位置,机坪内有典型特点的物体轮廓,之所以这样选择是因为可以在地图上清晰的辨认,同时可以再卫星地图上与背景图像精确的进行同比叠加。

场监雷达地标选择图

(3)选择卫星地图图片作为前景图片,并以场监雷达图片上显示的三个地标作为合成叠加的参考点。

卫星地图地标选择图

(4)使用图像处理软件的图片叠加功能,使场监雷达显示图像位于背景,卫星地图显示图像位于前景,并对前景图片做透明处理,透明度选择在30%左右。透明度过高,使得卫星地图所显示的地面图像不清晰;透明度太低又不能将背景图像中场监雷达图像显现出来。因此通过对比测试30%的透明度是最合适的比例。

(5)根据事先选择的三个地标对前景卫星图像进行缩放,以达到卫星地图图像与场监雷达显示图像在地标和大小上完全重叠。只有进行关键的同比缩放,才能使得前景与背景图像1:1叠加,且所显示物体在两个图像中是完全重叠的,以此才能精确的看到和判断出卫星地图上是哪一部分的何种物体对场监雷达波束造成了遮蔽。

完全叠加处理后的效果

从以上图片处理后图片看,可清楚的看出场监雷达盲区产生的原因以及遮蔽物类型和位置,因此可以确定此盲区的确是由于O5L跑道左侧隔离栏边树林所致。通过图片叠加透明处理的方法,不难找出场监雷达盲区产生的原因,为决策部门提供严谨和准确的依据,在清理遮蔽物上也提供了可以信服的理由。

目前可供民用的卫星地图精度越来越高,有效的利用卫星地图资源可对民航监视部门提供很大的便利,笔者之前也使用相同的方法将二次雷达反射物顺利找到,不同的是背景图片只要选择二次雷达屏幕显示图片(必须有准确的地理地标做叠加参考),通过反射原理就基本可以确定反射物位置,为清除反射物,保障民航监视雷达的正常使用提供可靠迅捷的依据。同时卫星地图的应用还可以拓展到航空无线电干扰排查中来,在已知干扰频率时,通过移动监测设备在不同地点进行频率测向,得到不同的测向角度(相对于磁北),在卫星地图上找到监测的不同点,绘制在不同点的测向示向线,得到多条示向线的交汇图,该交汇区域就是干扰源的所在区域,可以再卫星地图上清晰的看到该区域内的建筑与设施位置,为无线电委员会提供精确的干扰源描述数据,大大缩短排查寻找时间。

民航雷达站论文 篇3

雷达系统出现的干扰可以分为两种, 一种是多余信号出现, 一种是有用信号的丢失。无用信号的出现包括异步干扰SSR应答信号、IFF、MK XII应答信号和DME信号, 其中异步干扰因是应答设备回应其他设备发出的询问信号, 可能出现其他无用信号则来自军用信号或者IFF MK XV等。有用信号的缺失则包括了应答设备被其他设备占用发生丢失, 或者应答机被其他设备抑制所造成的。

在控制二次雷达干扰的时候, 主要是控制干扰传递或者抑制噪声。噪声源之所以会对雷电产生干扰主要是因为耦合通道的形成。所以在分析干扰因素的时候必须对干扰源进行定性分析, 这样才能针对性地控制噪声对雷达设备的干扰。其控制的思路为消除、隔离、切断干扰通道、减少接收敏感性等等。

二次雷达本身存在的系统问题:两部或者以上的询问机同时工作的时候, 询问机和应答机之间的相互信号传递就会产生干扰, 即应答机对每个询问机都会进行回答。所以每个接收机收到的信号中都会包含多个应答机对自身询问的回复信号, 这时就会产生多个信号相互干扰的情况。这种情况是一种问答之间的信号串扰, 也可以称之为异步干扰。同时当询问天线的波束内存在两个或者多个本方目标的时候, 询问机可以接收到询问天线波束内的回答信号, 因为回答信号会在某个瞬间保持, 所以当两个目标接近的时候, 询问机接收的信号就会产生交错或者重叠等, 影响译码的正常进行, 造成对系统的干扰。最后, 在应答机接收一个问询信号后到转发完成的时间内, 应答机不能对其他询问进行回答, 这就是所谓的占据。

2 航模干扰民航二次雷达查处

2.1 干扰情况

在某个民航机场空中管制局在近期发现二次雷达被不明的信号干扰, 其频率为XXXXMHz, 干扰所产生的后果是雷达的信号出现大面积的丢失, 对航空管理产生了较为严重的影响。经过对干扰信号的细致分析, 发现其干扰主要集中在节假日或者天气晴好的时段内, 持续时间从几分钟到几十分钟不等。检测人员在现场和附近进行了持续的查找, 但是因为其规律性不强所以没有确定干扰源。

2.2 干扰源确定

经过长时间的分析并与相关部门进行经验交流最终判断, 干扰可能是因为遥控航模所产生的干扰。因为在干扰事件中曾经出现过类似的情况, 即航模飞机的遥控设备造成对二次雷达的干扰。查处到的干扰源是携带有FPV功能的遥控航空模型, 因此监测人员立刻对机场周边的几个可能进行航模放飞的场地进行调查, 发现在机场附近的一个开阔地有航模爱好者在那里进行试飞。通过对现场的检测发现, 在XXXXMHz频段内存在一个带宽为20M的信号, 仔细辨别后发现, 其航模上所采用的是带有FPV设备。

2.3 干扰源参数分析

所谓的FPV就是一个私人的视频监控系统。是一套应用在航模、车模等玩具上的远程视频动态检视系统, 也就是为了增加玩家兴趣的辅助系统。FPV主要的原理是无线视频监控, 即利用微型的无线摄像头和视频信号发射器组成一个视频监控系统, 并安装在遥控模型上, 让航模爱好者可以实时看到航模传输的图像, 视频图像完全虚拟了航模爱好者所操控的飞机或者汽车, 提供了模拟驾驶的乐趣。其系统构成为摄像头、发射机、接收机、显示器、电源等, 在发现的航模上装置的是FPV200设备, 由视频线、高灵敏度接收机、发生器、摄像头构成。其工作的基础参数如下:工作频段:1.2-1.3GHz, 带宽:18MHz;发射功率:800-1500m W, 工作电压:12V-260m A;覆盖范围:无障碍下1000-2500m;频道数量:8个, 4个频道音视频通行。如果这个设备使用4频道, 则18M的带宽信号正好与民航采用的二次雷达的XXXX±3M的范围相重合, 因此造成了信号缺失的干扰后果。对该航模进行停飞后, 监测人员与航管中心进行了联系, 其干扰反馈为干扰情况消失。通过分析与试验, 确定航模飞机上的视频传输系统FPV是对航管二次雷达造成干扰的干扰源。

3 结语

在发现干扰源后, 相关部门便采取措施对此类问题进行了处理。主要是从两个方面进行, 一方面是对航模干扰民航雷达的危害进行针对性的宣传和教育, 即通过对航模爱好者组织的走访和教育, 使之自觉地控制使用具备干扰源的设备, 因为航模爱好者相对文化程度较高, 其可以接受和理解相关规范与要求, 也还借助航模协会的帮助对航模爱好者宣传关于无线电管理的相关规定, 明确厉害关系。另一方面, 借助于管理部门的管理措施, 对市场上相关FPV设备进行查处, 即对市场上销售该类产品的商家进行管理, 依法处理那些生产与销售的商家, 使之在市场上没有销售空间, 以此达到控制干扰源的目标。

参考文献

[1]高益寰, 徐军.雷神二次雷达假目标抑制方法的讨论[J].空中交通管理, 2007 (1)

[2]李若松.二次雷达应对干扰的检测与防护探讨[J].空中交通管理, 2011 (6)