机场气象雷达
机场多普勒天气雷达双机备份技术及可靠性分析
监控系统包括监控板和冗余控制板 ， 负责对雷达全机的监测和控制。 自 动检测 、 搜集雷达各分系统的故障倍
第３ 期
陈宝等： 机场 多普勒天气雷达双机备份技术及可靠性分析
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息 和状态 ， 送往 终 端分 系统 。并 将终 端分 系统 发 出各种 控 制 指令 和 工作 参 数 指令 ， 发 至 各相 应 的分 系统 ， 成 转 完
接收到的微弱射频回波信号 ， 经过馈线送往接收分系统。接收分系统的同轴射频冗余开关 ， 在雷达监控系统 的控制下， 回波信号送 至任 一接收通道 ， 将 经过两路射频放 大和变频 （ 高灵敏度通道 和低灵敏度通 道 ）成 为 ， ６ＭＨ 的中频 回波信号 ， ０ ｚ 送至数字接收机直接进行 中频采样。 中频接收分机为高性能的数字 中频接收机， 在结构上与信号处理器 、 监控板及冗余控制配置在综合分机ｔ 在监控 系统的控制下 ， 选择处于工作状态的接 收机的中频信号 ， 进行处理后输 出两路 １ 位 ＩＱ 交信 ， ６ 、 通过 光纤送往信号处理分系统。 信号处理分系统将两路 ＩＱ正交信号 ， 、 作平方律平均处理 、 地物杂波对消处理 ， 和拼接处理后 ， 得到反射率 的估测值 ； 并通过脉冲对处理 （Ｐ ） Ｐ Ｐ 或快速傅里叶变换 （ Ｉ 处理 ， Ｆ ） 从而得到散射粒子群的平均径 向速度 Ｖ和 速度 的平均起伏即速度谱宽 ｗ。并将处理后的回波数据及 Ｇ Ｓ Ｐ 传人的时间 ， Ｔ Ｐ Ｉ 以 Ｃ ／Ｐ协议格式传输至终端系
能力 。
关
键
词： 空； 航 天气雷达 ； 双机备份 ； 可靠性 ； 障能力 保
文 献标 志码 ： Ａ
中 图分 类 号 ： Ｎ ５ Ｔ ９６
Ｏ 引 言
天气雷达是机场综合气象观测系统 的重要组成部分 ， 是航空运输保障的重要探测设备之一。航空气象服务 保 障 的特 殊 性要求 预 报人 员做 出准 确 的天气 预警 预 报 ， 中交 通 管制 人员 利用 天气 雷达 实 时探测 信 息 ， 现 和跟 空 发
江北机场天气雷达268°无线电干扰排查案例分析
江北机场天气雷达268°无线电干扰排查案例分析江北机场天气雷达268°无线电干扰排查案例分析一、引言江北机场作为重庆市的重要交通枢纽，其运行安全是十分重要的。
而天气雷达则是机场天气预警与飞行安全管理的关键工具之一。
在某一段时间内，江北机场的天气雷达系统遭遇到了一系列的无线电干扰，严重影响了雷达系统的正常运行。
为此，机场管理团队积极行动，组织专业人员进行排查，并成功找到了干扰源。
本文将对这一案例进行深入分析。
二、无线电干扰的影响无线电干扰是指在无线电通信和雷达系统中，由于外界无线电信号的存在，导致正常信号的传输被干扰、变形或丢失的现象。
无线电干扰对于天气雷达系统的影响非常大，主要表现在以下几个方面：1. 信号干扰：无线电干扰会干扰雷达系统收发信号的传输，导致雷达图像模糊不清，无法准确判断降水强度和形态。
2. 数据误差：由于干扰信号的存在，天气雷达系统接收到的数据可能会产生误差，导致天气预警的准确性下降。
3. 飞行安全：在机场迎风航线上无线电干扰的存在，会影响飞机的导航定位系统，给航空器的安全飞行带来潜在威胁。
三、排查过程1. 故障现象分析：机场管理团队首先利用天气雷达系统的状态反馈信息，确定了故障现象出现的时间、频次以及具体的无线电干扰特征。
2. 场地勘察：从故障现象出现的频次以及位置等方面入手，确定了可能存在的干扰源区域。
3. 无线电频谱检测：排查团队配备专业的无线电频谱分析仪，对干扰源区域进行了频谱信号的实测分析。
4. 人工验证：在初步确定干扰源区域后，排查团队进一步派遣人员进行现场验证，通过人工关闭或调整相关无线电设备，来验证干扰源的存在和影响。
5. 确定干扰源：通过以上工作，排查团队发现位于机场附近某农村的一座通信基站存在频率偏移较大的无线电设备，导致了干扰的发生。
四、案例分析1. 干扰源分析：通信基站的设备频率偏移问题主要出现在一定的工作环境和负载条件下。
在设备日常运行中，可能会受到电磁干扰或者设备本身的质量问题而产生频率偏移。
机场多普勒天气雷达三维显示系统
机场多普勒天气雷达三维显示系统范大伟;张利平;张茜;曹敦波;张允勃【摘要】文章利用VS2010平台结合VTK函数库,开发了机场多普勒天气雷达三维显示系统.该系统采用四分屏的方式实时显示组合反射率产品、最强回波处的二维垂直切面产品、体绘制产品和面绘制产品;除此之外在组合反射率产品上通过鼠标交互可以得到任意垂直切面产品、任意体绘制产品和任意点二维垂直切面产品.通过这些产品,预报人员可以更加直观地监视和分析回波的空间分布情况,为管制人员和航空用户提供更为准确的预报服务.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】6页(P55-60)【关键词】三维显示;VTK;体绘制;面绘制【作者】范大伟;张利平;张茜;曹敦波;张允勃【作者单位】民航新疆空中交通管理局 ,乌鲁木齐 830016;民航新疆空中交通管理局 ,乌鲁木齐 830016;民航新疆空中交通管理局 ,乌鲁木齐 830016;民航新疆空中交通管理局 ,乌鲁木齐 830016;民航新疆空中交通管理局 ,乌鲁木齐 830016【正文语种】中文【中图分类】TP311.10 引言从根本上来说，气象雷达探测到的数据是三维结构，但是目前乌鲁木齐机场多普勒天气雷达(以下简称ADWR)提供的都是二维产品，雷达数据的三维特性并没有被充分利用。
这些二维产品无法提供回波的空间分布情况，特别是针对航空气象预报，严重制约了预报的精细化水平，尤其是当航空器在进行绕飞雷雨时，这种局限性更为明显。
当航空器驾驶员采取雷雨绕飞时，管制人员需要提供雷雨情报和绕飞建议，申请绕飞空域，调配其他航空器避让，同时不同航空公司针对雷雨放行标准也不尽相同，故此情况下预报人员提供准确的雷雨空间分布信息对于管制人员指挥尤为重要，因此开发能显示雷达回波空间分布信息的三维显示系统是非常必要的。
近年来，国内在气象雷达回波的三维显示方面做了很多工作。
如2002年范晖[1]开发了基于MATLAB的Visual C++三维图形软件；2007年张志强，刘黎平[2，3]等开发了基于VTK的三维拼图产品显示系统，2010年又对该系统进行了改进，相比于原来的系统，新的系统中增加了面绘制，通过面绘制可以重建出回波的外部轮廓，这对分析研究回波的演变非常有意义；2011年周鑫，何建新[4]等利用地理信息系统实现了雷达回波的三维显示；2015年邱拓，刘锦丽[5]等开发了基于Opengl的雷达三维显示系统。
深圳机场多普勒气象雷达发射功率偏低原因分析
深圳机场多普勒气象雷达发射功率偏低原因分析文章介绍影响多普勒气象雷达发射信号的形成原理，并结合深圳机场多普勒气象雷达发射功率偏低的实际案例，分析哪些参数直接影响发射功率的大小及调整方法。
希望能对同行遇到同类问题时有一定的参考对比作用。
标签：多普勒气象雷达；发射机；功率；参数调整引言深圳机场多普勒气象雷达（以下简称ADWR雷达）为安徽四创电子有限公司生产的C波段全相参脉冲多勒气象雷达，它能监测雷达站周边400公里范围内的气象目标，定量测量200公里范围内的气象目标强度，监测150公里范围内降水粒子群相对于雷达的平均径向速度及速度谱宽。
ADWR雷达正常工作时，发射机输出脉冲功率达到250kW以上。
由于发射机工作的高压高功率条件，发射机是雷达系统出现故障较多的部分，而发射脉冲功率也是衡量雷达性能的重要技术参数。
根据气象雷达方程，当雷达发射脉冲功率出现异常下降后，雷达接收的回波强度随之降低，雷达的探测距离也相应减小。
因此发射功率是反映ADWR 雷达发射机正常与否最直观的指标参数，下文将对发射信号的形成进行介绍，结合故障实例分析造成发射功率下降的原因，以及怎样调整参数来调节发射功率的数值。
1 ADWR雷達发射脉冲信号的形成ADWR雷达采用主振放大式发射机，发射机主要由主振振荡器和射频放大链两个部分组成。
主振振荡器主要由接收机激励源分机的DDS信号源、激励中频调制、两次上变频、激励射频调制、激励功放，及发射机的固态放大器等组成。
DDS源产生60MHZ连续波中频激励信号，送至中频调制器受发射脉冲调制，形成被矩形脉冲包络调制载波频率为60MHz的中频激励脉冲信号。
该信号经过两次上变频，得到5430MHz的本雷达站射频信号，然后到射频调制器再次受调制，经中功率放大器放大输出0.5W以上的射频激励脉冲，再送至发射机的固态放大器，放大输出1～5W功率可调的射频激励脉冲信号至速调管输入腔，作为射频放大链的输入信号[1]。
气象雷达在航空气象监测中的应用有哪些
气象雷达在航空气象监测中的应用有哪些嘿，咱今天来聊聊气象雷达在航空气象监测里的那些事儿。
你知道吗，坐飞机的时候，咱们能平安抵达目的地，气象雷达可是功不可没！它就像是天空中的“千里眼”，时刻为飞行员和地面的工作人员提供着重要的气象信息。
先来说说它能监测到啥。
比如说，气象雷达能敏锐地捕捉到雷雨云的位置和范围。
这可太重要啦！有一次我坐飞机出差，途中遇到了强对流天气。
本来我还在座位上悠闲地看杂志，突然飞机开始颠簸起来，我的心一下子提到了嗓子眼儿。
这时候，广播里传来了机长的声音，说前方有雷雨云，咱们的飞机得绕开飞行。
我当时就在想，这机长是怎么知道前面有雷雨云的呢？后来才知道，这都是气象雷达的功劳。
它能早早地发现雷雨云，让飞行员及时调整航线，避免飞机闯入危险区域。
气象雷达还能监测到风切变。
这风切变啊，就像是天空中的“隐形杀手”，会突然改变风向和风速，给飞机的飞行带来很大的威胁。
有一回，我在机场候机，听到旁边的工作人员在讨论，说刚刚有一架飞机在降落的时候遇到了风切变，好在飞行员经验丰富，再加上气象雷达提前发出了预警，这才化险为夷。
我当时就在想，这气象雷达可真是太厉害了，能在关键时刻救大家一命。
除了雷雨云和风切变，气象雷达还能监测到大雾、冰雹等恶劣天气。
在大雾天气里，气象雷达可以帮助飞行员判断机场跑道的能见度，确保飞机能够安全起降。
而对于冰雹，气象雷达能提前发现它们的行踪，让飞机避开这些“小炸弹”。
再来说说气象雷达是怎么工作的。
它就像是一个超级强大的“手电筒”，向天空发射出电磁波。
这些电磁波遇到不同的气象目标后会反射回来，气象雷达接收到这些反射信号，然后经过一系列复杂的处理和分析，就能得出气象信息啦。
而且啊，现在的气象雷达技术越来越先进了。
以前的气象雷达可能只能监测到比较大的气象目标，现在的高分辨率气象雷达，甚至能监测到很小的气象变化。
比如说，它能精确地分辨出雷雨云中不同强度的降水区域，让飞行员对天气情况有更详细的了解。
民用机场多普勒天气雷达系统技术规范
中国民用航空局空管行业管理办公室编 号：AP-117-TM-2012-02部门代号：TM日 期：2012年11月5日关于下发《民用机场多普勒天气雷达系统技术规范》的通知民航各地区管理局、监管局，各地区空管局、空管分局（站），各机场公司,各运输（通用）航空公司，飞行学院：为了规范民用机场多普勒天气雷达的建设和运行，我办组织制定了《民用机场多普勒天气雷达系统技术规范》，现下发你们，请遵照执行。
民航局空管办二〇一二年十一月五日1目 录第一章总则 (3)第二章系统构成 (3)第三章总体要求 (3)第四章系统功能 (4)第一节一般规定 (4)第二节产品 (5)第三节显示 (7)第五章系统性能 (7)第一节整体性能 (7)第二节各子系统性能 (8)第六章环境适应性 (11)第七章附则 (12)附录一天气雷达图像回波强度彩色色标 (13)附录二雷达生成数据及产品文件格式 (14)2民用机场多普勒天气雷达系统技术规范第一章总则第一条为了规范民用机场多普勒天气雷达系统的建设和运行，依据《中国民用航空气象工作规则》制定本技术规范。
第二条本规范适用于中华人民共和国境内民用机场和军民合用机场民用部分（以下简称民用机场）机场多普勒天气雷达系统的建设和运行。
第三条民用机场多普勒天气雷达系统的构成、总体要求、功能、性能和环境适应性等技术要求应当符合本规范。
第二章系统构成第四条多普勒天气雷达系统主要由天线罩、天线、伺服驱动、发射机、接收机、信号处理器、内设监控、数据处理、数据传输、用户终端、供配电、防雷设施等硬件和相关的系统软件、应用软件构成。
第五条多普勒天气雷达系统按照工作频段分为X波段、C波段和S波段三种。
第六条多普勒天气雷达系统用户终端包括：预报用户终端、其它用户终端（包括观测用户、空中交通服务部门、机场运行管理部门和航空运营人等用户）和系统监控终端等。
第三章总体要求第七条多普勒天气雷达系统应当采用全相干体制。
第八条多普勒天气雷达系统天线罩应当采用刚性结构，应当具有良好的抗风、防水、防潮、防腐蚀能力，应当具有良好的罩内通风及便于维护的照明环境。
民用航空气象地面观测规范第14章 多普勒天气雷达知识
第十四章多普勒天气雷达知识第一节引言RADAR（Radio Detection and Ranging）是一个利用电磁波进行探测、定位的仪器。
最早用于军事目的，后来在气象部门也逐渐得到使用。
它具有准确、客观和实时的特点。
近年来，多普勒雷达的技术也逐渐成熟，它除了保持常规天气雷达的特点外，还通过计算频率（相位）的变化，提取风场的一些特征，因而更具有使用价值。
我国新一代天气雷达建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪气象现代化工程。
我国新一代天气雷达组网的目标和原则是：在我国东部沿海和多强降水地区和四川盆地的大部分地区，布设S波段（波长10cm）新一代天气雷达；在我国强对流天气发生和活动比较频繁、经济比较发达的中部地区，布设C波段（波长5cm）新一代天气雷达；其它地区，即我国第一地形阶梯地域的青、新、藏等流域暂不布设全国组网的站点；但省（区）会所在地和重要地区根据气象服务工作的需要和可能，按统一业务布点要求设置新一代C波段天气雷达，作为局地监测和服务使用。
计划在全国部署158部新一代天气雷达。
图14-1为其中的126部的站点示意图。
截止到2005年5月份为止，已布设80余部新一代天气雷达。
图14－1我国新一代天气雷达网站新一代天气雷达将全部选用Ｓ和Ｃ两种波段，选取全相干体制，其主要探测和测量对象，包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、融化层等，并具备一定的晴空回波的探测能力。
第二节多普勒天气雷达的基本工作原理粒子对电磁波作用的两种基本形式是散射和吸收。
气象目标对雷达电磁波的散射作用是雷达探测大气的基础。
当天气雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波）时，它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播，在传播的路径上，若遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。
粒子产生散射的原因是：粒子在入射电磁波的作用下被极化，感应出复杂的电荷分布和电流分布，它们也要以同样的频率发生变化，这种高频率变化的电荷分布和电流分布向外辐射的电磁波，就是散射波。
民航机场天气雷达现状及应用需求分析
民航机场天气雷达现状及应用需求分析民航青海空管分局 马伊清随着民航快速发展，机场天气雷达从最初的常规雷达发展到多普勒天气雷达、双偏振天气雷达、相控阵天气雷达，在北京新机场安装的正是相控阵气象雷达；在众多硬件探测技术更迭和产品更新中，作为信号数据源提供给预报员和驻场相关用户业务使用的天气雷达产品却缺乏多样性，明显不符合民航气象的业务规划需求，同时在高端硬件配置和探测性能方面存在一定的过剩和冗余。
青海机场属于高原机场，天气十分复杂，气候变化非常恶劣。
因此，关注和了解气象雷达的发展变得比较迫切。
本文通过对气象雷达现状和应用进行分析，对我局天气雷达的投入建设和实际应用提供部分参考意义。
1.民航机场天气雷达的现在目前，民航机场气象雷达主要使用的是强度、速度、谱宽等相关产品，各个站点上传提供用户的是单一仰角的PPI强度图。
而由于雷达在不同仰角的方位遮蔽角不同，因此在提供给用户使用产品时，如果选择低仰角，在部分方位上可能因为存在遮挡造成较高地方探测不到回波信息。
如果选高仰角，在雷达距离远处会探测不到低空相关区域的回波或因为充塞率偏低造成反射率偏弱。
针对此种现象，气象业务人员可以通过体扫方式查看不同高度回波，不影响预报工作。
而对管制人员和航空公司业务人员来讲，由于只能看到单一仰角，当机组反应某个高度有强回波时，管制员看到雷达图显示没有回波或很弱。
因此，开发相应的雷达产品成为未来发展方向。
天气雷达软硬件技术在近些年来有很大发展，主要有双极化相控阵气象雷达( DP-PAWR) 、相控阵气象雷达 ( PAWR) 和固态气象雷达(SSWR)等典型主要新型气象雷达。
其中DP-PAWR是最先进的双极化气象雷达，用于对气象进行快速、可靠观测，弥补目前单极化 PAWR的缺点，PAWR 是一种先进的气象雷达，适用于观测对流云高空时的分辨率。
这种雷达能在1 min 内进行全立体扫描，而传统抛物线天线雷达的扫描时间要超过5 min，而SSWR 配备的半导体发射机采用双极化能力，性能稳定，适用于精确降雨观测。
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B
External Data Circuit To Brucargo
1
UPS
2
UPS -1 Floor Patch Panel
ATC Trng. W/S 1 METTC1
ATC Trng. W/S 2 METTC2
YT02 - 47, 48
1st Basement Floor
YT10 - 05, 06
A
1st Floor Patch Panel
External Data Circuit To Bldg. 1
DSL Modems & Bridges
1 C
External Data Circuit To CANAC
C
DSL Modem & Bridge Ethernet Switches DSL Modem & Bridge 1
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Ethernet New Hub New fiber connection Existing fiber connection
1st Floor
4
6 m patch
YT02 - 49, 50
YT10 - 07, 08
Ethernet cables Existing Hub
Briefing W/S RADBR
Ethernet Hubs
4
DSL Modem & Bridge Single Mode Fiber Cables (100 m)
YT750 - 03, 04 YT750 - 01, 02
45 m CAT5 patch cable
ADIDS Network Equipment
Radar Product Host Computer RADSRV
4 Ethernet Hubs
Multi-mode fiber 7th to 9th floor (120 m)
Remote Radar Control W/S RRCO
5
7th Floor Meteoservice W/S Radar W /S 1 RADMO1 Radar W /S 2 RADMO2 Trng & Dev W/S Radar Product Backup Host RADT RD
Belgocontrol Antenna & Pedestal Being Setup For Factory Testing
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Closeup View Of Pedestal Mechanism
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Brussels International Airport Weather Radar System
Requirement: Provide low level wind shear detection for a major international airport. In addition, provide weather radar imagery and products for general meteorology and water management. Solution: A Radtec model TDR 43-250 C-band Klystron based weather radar system with a precision offset feed antenna, digital receiver, Sigmet RVP7 signal processor, Sigmet IRIS software and a network of workstations and radar display stations. The following photographs illustrate the system installation.
Brussels International Airport Weather Radar System
Radome, Antenna and support components prior to lifting into place.
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Completed Installation
Belgocontrol TDR 43-250 During FAT Testing
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Belgocontrol TDR 43-250 Operations Area At Brussels International Airport
Brussels International Airport TDR 43-250 Weather Radar
Belgocontrol Weather Radar Data Network
BRUCARGO CANAC
ATC Workstations
Airport Bldg. 1
70 m CAT5 patch cable
45 m CAT5 patch cables to Ethernet Hubs (Each W/S)
YT15 1-0
Existing 8th Floor Patch Panel
YT15 1-0
Radar Local Host & Local Control Backup C Ops Room
ATC APP Sup. METSAP ATC ACC Sup. METSAC ATC traffic mgr. METMAN ATC NCT tower Sup. METNCT
New single mode cables (80 m)
YT150 - 01, 02 YT150 - 03, 04
Multimode Fiber/ Ethernet Converters (4 units)
ATC Tower ATC OCT Tower Sup. METTWR 9th Floor
6th Floor Radar Room
1 2nd Floor
External Data Circuit To CANAC
1, 02
Ethernet Switches Radar Local Control RLCO
Ethernet Switches
3
2
CAT5 Patch CablesTo W/S, Radar Product Host, etc.
Radar Cabinet
External Data Circuit To Airport Bldg. 1
To SDD
B
External Data Circuit To Brucargo
The diagram on the next page provides an overview of the radar data processing and distribution network. Radar data and analysis products are delivered to all users within the airport complex.