民航华东空管局气象中心，上海 200335
摘要：本文对机场风廓线雷达的参数选择和安装位置进行系统的分析，希望可以保证飞机飞行的安全，利用机场风廓线雷达有效的对机场上空的风场分布进行有效的探测，以此来提高飞机飞行的效率。
关键词：风廓线雷达；雷达参数选择；安装位置分析
机场的风裤线雷达可以对机场上空的风场中风向，风速，风力进行有效的勘测和分析，进而来判断机场上空的天气是否适合飞机飞行，从而避免了飞机安全事故的发生，不仅降低了机场的经营成本，而且还对乘客的人身财产安全做出了保障。而机场风廓线雷达的有效探测高度根据其参数的选择和安装位置有关，基于此，本文对其进行分析探讨。
1 机场风廓线雷达应用现状分析
1.1风廓线雷达的基本原理
机场的风廓线雷达可以对大气高层中的风力场进行探测，对风切向等危险的天气现象提前做出预警，以防飞机飞行事故的发生，风廓线雷达是一种遥感设备，它对大气层中的风向，风速等风力参数进行探查时，其探查的结果与风廓线雷达的探测高度有关系。机场的风廓线雷达根据其探测的不同的大气层，可分为边界层风廓线雷达，低对流层风廓线雷达，高对流层风廓线雷达以及平流层风廓线雷达。机场的风廓线雷达所发生的电磁波进入到大气层中，根据被大气所折射的不同方向而发生散射，之后电磁波发生散射之后的能量又重新被雷达接收，雷达接收后的信号再经过计算机技术的数据处理就可以确定大气层中的风力场，以此来判断大气层中的风场是否适合飞机运行。
1.2风廓线雷达应用现状
机场的风廓线雷达是利用大气流动对雷达的电磁波的散射作用，进而探测大气中的风向的一种设备，它可以每隔极短的时间就能获取一次大气垂直空间上的风场的分布，我们可以利用这些数据进而有效的探测大气层中是否存在风切变，因为风切变是影响飞机飞行的一种非常危险的天气现象，如果在飞机飞行中存在风切变的天气现象就极易造成飞机飞行的事故。机场的风廓线雷达对于在飞机飞行中预见危险风切变天气和能见度比较低的大气具有十分重要的意义，避免了飞机飞行事故的发生，对于保证乘客的人身财产安全，降低危险事故具有十分积极的作用，我们应该普遍实现机场风廓线雷达的安装。但是对我国目前机场的调查研究发现，我国到目前仅有十几家的机场安装了风廓线雷达，而且均为边界层的风廓线雷达。
2 机场风廓线雷达参数选择
2.1风廓线雷达的探测高度
机场的风廓线雷达因为选择的参数不同其有效探测到的高度也就不同，其中影响风廓线雷达最小的探测高度的主要因素就是雷达的脉冲宽度和相控阵雷达的天线口径，其中雷达的脉冲宽度决定了雷达天线接收大气中电磁波往返的时间；而相控阵雷达的天线口径则决定了电磁波辐射合成平面波所需要的时间和距离，机场风廓线雷达探测的高度绝对不能低于此距离。而风廓线雷达最大的探测高度主要有雷达自身的影响和大气流对于雷达电磁波的散射能力所决定。通过对机场风廓线雷达的实际探测，我们可以发现雷达本身的影响和大气流对于雷达所发射的电磁波的散射能力是影响风廓线雷达探测最大高度的主要条件。
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2.2发射功率的选择
机场风廓线雷达的发射功率是影响风廓线雷达探测大气层中风力场高度的重要参数之一，经过调查研究，我们发现机场风廓线雷达的发射功率和其有效的探测高度是成正比的，所以我们可以通过引用国外先进的科学技术改善雷达的发射功率进而提高风廓线雷达的探测高度。而且，我们可以发现不同机场因为处在不同的地理位置，其机场上方的气候特点是不一样的，我们要根据机场上方气候的特点来选择机场风廓线雷达的类型，以此来改善因为气候的改变而导致的大气折射率的不稳定，对雷达发射的电磁波散射高度所造成的起伏。另外，机场常年的温度和湿度也会对风廓线雷达的探测高度产生影响，所以当我们对风廓线雷达的类型进行选择时也要考虑到机场温度和湿度在一年之内的变化。
2.3其他参数的选择
由于机场风廓线雷达的最低有效的探测高度与雷达的脉冲宽度和其相控天线口径有关，所以机场的风廓线雷达一般都采用全固态的发射机，目的是减小雷达天线接收大气中电磁波往返的时间以及电磁波辐射合成平面波所需要的时间和距离，所以在机场选择风廓线雷达对低对流层风场探测效果是否良好时，风廓线雷达天线的口径是首要考虑的因素之一。另外，机场风廓线雷达的原材料，风廓线雷达的类型的选择也是我们所考虑的问题，风廓线雷达探究大气层中的风力，其建设的原材料一定要足够坚固，并且具有安全接地的性能。另外，飞机一般飞行在大气层中的低对流层，所以我们根据飞机飞行的位置一般选择低对流层的风廓线雷达。
3 机场风廓线雷达的安装位置的分析
3.1机场风廓线雷达选址的要求
在对机场风廓线雷达的安装位置进行选择时，我们应该了解到风廓线雷达的安装位置周围应该没有任何遮挡阻碍物，其他强福射的电磁波，以及周围空气的干静程度。从目前机场风廓线雷达选址探讨的情况来看，机场的工作人员主要有两种雷达地址选取的思路，第一种思路是使用风廓线雷达探测飞机降落区域周围空气的变化。第二种思路是使用风廓线雷达探测飞机上空大气层中的风力场风速，风向的变化，所以根据风廓线雷达所使用的目的不同，它的地址选取的地方应该也不同。如果按照第一种思路则风廓线雷达地址应该选择在飞机的跑道外侧略偏离飞机跑道延长线的位置。如果按照第二种思路则风廓线雷达的地址应该选在飞机飞行活动区内。
3.2如何进行风廓线雷达在机场安装位置的选择
恶劣的天气一直对飞机飞行有着十分严重的影响，特别是像风切变这种恶劣危险的天气现象，如果大气层中的气流过于强大，就可能直接把飞机砸向地面，引发严重的飞机飞行事故，所以我们必须对风廓线雷达在机场中的安装位置进行合理的选择，以提高风廓线雷达有效探测高度，从而避免飞机飞行事故现象的发生。随着我国经济和科技的不断发展，我国已经有十几部风廓线雷达应用于机场的实际业务当中，为飞机的飞行提供有效的探测和预警。机场风廓线雷达安装位置的选择要考虑到周围空气的干净程度，周围空气足够干净才能使雷达电磁波更有效地进行辐射，另外还要考虑到周围有没有其它比较强辐射的电磁波以及高大建筑的影响，和其他遮挡物等等，因为这些均会影响雷达电磁波的辐射。
4.结束语
本文主要分析了机场风廓线雷达参数的选择以及雷达安装位置的选择和具备的要求。目的就是在于提高机场风廓线雷达的有效探测高度，进而获得大气层中风力场分布的准确数据。通过计算机的数据处理，进而判断大气层中是否存在风切向，暴雨，冰雪等恶劣的天气，这些恶劣危险的天气均会对飞机的飞行产生恶劣的影响，造成飞机飞行事故的频繁发生。另外在机场风廓线雷达的安装位置选择时也要考虑到周围是不是有遮挡物的存在，是否会对风廓线雷达的电磁波的辐射造成影响。而且机场常年温度和湿度的变化也是我们考虑的因素之一。总而言之，机场风廓线雷达的安装对于判断大气层中的恶劣天气具有十分重要的影响，我们应该加以推广。
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论文作者:俞传龙
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
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