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一、機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)的類型

早期機(jī)場使用的監(jiān)視雷達(dá)都運用ka波段（24GHz～35GHz），那個時期，這種雷達(dá)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(dá)生產(chǎn)商開始致力于雷達(dá)低頻性能的研究?，F(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)使用較為廣泛的場面監(jiān)視雷達(dá)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(dǎo)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(dá)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(dá)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(dāng)做監(jiān)測雷達(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(fēng)險，主要表現(xiàn)在靠近海岸的機(jī)場。

二、機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)的設(shè)計方案

1監(jiān)視雷達(dá)的作用從國際民航組織的相關(guān)規(guī)定可知，機(jī)場場面設(shè)置監(jiān)視雷達(dá)可以對機(jī)場活動區(qū)域進(jìn)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(jī)場場面飛機(jī)和車輛運動清理。設(shè)置監(jiān)視雷達(dá)可以幫助管制人員及時清楚的掌握場面車輛和飛機(jī)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(dǎo)航信息。

2基本組成機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)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(jī)柜、配電箱、綜合機(jī)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(biāo)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(dá)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(dá)的實際探測效果與雷達(dá)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(dá)的分辨率，場面監(jiān)視雷達(dá)天線的最遠(yuǎn)區(qū)域不能太大。雷達(dá)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(dá)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(biāo)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(dá)在-3dB部位的天線波瓣會為2000米處的目標(biāo)提供12.6m的精度。由此可知，場面監(jiān)視雷達(dá)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(dá)到15m的角精度。

4設(shè)計方案根據(jù)機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)選取機(jī)械掃描完成3600目標(biāo)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(jī)冗余熱備份架構(gòu)；從機(jī)場的實際情況設(shè)計的雷達(dá)監(jiān)控可以劃分為監(jiān)視、引導(dǎo)及控制、操作及顯示三個模塊。考慮到整個系統(tǒng)的完整性，對整個系統(tǒng)設(shè)置管理控制級（AUPERVISOR）就能達(dá)到維護(hù)、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(yuǎn)程顯示模塊。從技術(shù)的角度來說，監(jiān)視模塊中配備雷達(dá)頭、收發(fā)機(jī)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(dá)頭嚴(yán)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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。下文是以x波段和ku波段的雷達(dá)從技術(shù)性能上展開比較。因ku波段的雷達(dá)其垂直波束俯角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于x波段雷達(dá)，可以得出ku波段的雷達(dá)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(dá)定位精度明顯高于x波段雷達(dá)。因ku波段和x波段的雷達(dá)兩者的重量分別為762kg、1500kg，ku波段雷達(dá)比后者較輕，又因其尺寸也比x波段雷達(dá)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(dá)在關(guān)鍵技術(shù)性能方面明顯優(yōu)于x波段雷達(dá)。

三、結(jié)論

綜上所述，民用機(jī)場場面設(shè)置監(jiān)視雷達(dá)可以對機(jī)場活動區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)、服務(wù)車輛及障礙物進(jìn)行監(jiān)測，測量結(jié)果會與機(jī)場的固定設(shè)施展開綜合進(jìn)行科學(xué)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(jī)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