有机长吗？

wenzeya

请问民航飞机中现在都有微波多普勒雷达低空风切变探测系统。

squirrel-chen

先说明，偶是农民不是飞行员

LZ说的那个东西我好像在discovery里面有听到过，貌似那个系统体积比较大是装在地面的，不是飞机上的~

希望有专业的朋友来指正一下，谢谢~

上官小雪

不懂，帮不上什么忙

幸运

机载的微波多普勒雷达?

幸运

机载低空风切变微波雷达探测微下冲气流低空风切变的机理是基于多普勒效应。对微波雷达而言，所谓多普勒效应是，若目标是运动的，则目标反射的回波信号频率与发射信号频率是不同的，其差值即所产生的多普勒频率与雷达和目标两者相对径向运动的速度有关，称此种现象为多普勒效应。微波多普勒雷达是迄今地面风切变探测系统中性能最先进并最有发展前景的一种系统。美国亦曾利用该系统作过机载试验，并在测量径向风场及湍流场方面取得了重要进展。存在的问题是地杂波和海杂波使飞机作为高速移动体对测平均风速的影响等。工作在X和C波段的多普勒气象雷达可探测风切变，方法是测定从大气中的雨、冰或其他碎片散射回来的回波，因其波长较红外和激光长许多倍，而受大气的影响又小得多。目前战斗机和客机上都装有波长3㎝的气象雷达，性能先进的气象雷达利用多普勒效应探测湍流，经改进后可用于探测风切变，这样便不存在再装机的问题。改进型多普勒气象雷达可稳定地探测风切变，其探测距离亦较激光雷达和红外探测器远。从而机载多普勒风切变探测雷达具有前视雷达的全部优点，因而得到大力发展。1992年亚洲航展上，经改进过的具有前视式风切变探测性能的RDR-4B型气象雷达成为人们极为关注的热点。用于民航班机及军用运输机的新一代机载气象雷达能为进近着陆的飞机提供90s的微下冲暴流及风切变的预警时间，风切变探测电路是在一定的进近高度上自动地接通的。机载前视低空风切变多普勒雷达要在颇强的机场动、静地杂波背景下探测出非常微弱的微下冲气流低空风切变危险信号，这本身就够困难了。抑制地杂波和海杂波是机载前视低空风切变雷达探测微下冲气流低空风切变所必须解决的首要问题。为抑制地杂波和海杂波，需采用自动增益控制（AGC）、高通滤波器、高增益低旁瓣平板缝阵天线及天线倾斜控制等行之有效的措施。关键技术应包括地杂波和海杂波的抑制、有用信号的提取、危险性评估算法及告警阈值的确定等。重点需要解决的问题是消除地杂波或海杂波引起的漏/虚警，解决这一问题要占用大量的信号处理软件。可以说多普勒雷达的风切变探测性能是多普勒信号处理技术的一个新发展。它借助测定风暴区的雨滴速度来探测出风暴中的湍流。要探测出微下冲气流及风切变的存在，要求雷达能分辨出水平和垂直风速分量，并测定两者的方向与大小。由于飞机进近阶段机载气象雷达的指向沿飞机下滑道方向，将有强烈的地杂波，使这种水平及垂直风速分量的测定变得颇为复杂。微波雷达仅能在一定的信噪比条件下检测并处理信号，故对太低的雨反射率即太干的微下冲气流，微波雷达无能为力。为提高信噪比，微波雷达可采用如下有效的措施：（1）增大发射功率；（2）加大天线孔径以增强天线增益；（3）提高接收机的灵敏度；（4）采用性能先进的信号处理技术以增加积累。为解决雨衰减问题，必须采用雨回波衰减补偿技术，即借助雨回波衰减补偿电路，根据降雨率造成的衰减程度调节接收机的增益，使系统增益加大，这样，经雨而衰减的回波信号强度得到相应的补偿，恢复原有的状态。在风切变状态下，尤其要考虑到雨回波补偿电路的动态范围及响应的快速性。解决雨衰减补偿问题，实际上就是要解决在雨衰减的条件下，从颇强的地杂波背景中提取出微弱的微下冲气流风切变反射信号的问题，这是机载低空风切变微波雷达之关键所在。微波多普勒雷达的主要优点是在云雨条件下探测性能较强，并可与其他天气目标测量相结合。它的主要缺点是虚警率较高，地杂波和海杂波影响大，迄今尚不能测定垂直风速分量。其技术难点是消除地杂波和海杂波技术，解决信号的抗干扰与滤波技术，危险性因子计算与告警阈值的确定，测定垂直风速分量等。

未来的机载微波雷达低空风切变探测系统将会从理论研究、工程设计及仿真技术等方面系统地解决低空风切变温度特征、探测原理、危险尺度判定、虚警信号修正方法、探测波段选取、机载多通道红外辐射计、风切变信息处理、计算机快速解算算法及仿真软件等一系列技术难题。研制出一种集红外、微波及激光于一体的多功能雷达，以提高低空风切变探测的性能，还能探测出雾、暴雨及晴空湍流。

微波雷达的研究重点则放在低空风切变基础理论及探测雷达的地面系统仿真上，它涉及低空风切变场的大气物理特性、风切变模型、风切变危险性评估方法、地杂波模型的建立及信号处理等。当前国际上研究机载低空风切变探测系统，都是建立以描述小尺度气象的大气动力学方程和微物理方程为基础的模型。该模型属于一个三维时变的对流云型微下冲气流的风切变模型，它有11个相互相关的控制方程，3个动量方程，1个压力方程、1个位温方程及6个描述大气中水份的方程（水汽、云滴、冰晶、雹/霰、雨及雪）。该模型还包括地面粗糙度及云中微物理过程的模拟。它与实际的风切变测量结果很吻合，为研究风切变危险因子及告警门限提供了良好的气象环境基础，同时还给出伴随风切变场出现的雷达反射因子分布，为机载雷达的设计提供了重要的依据。新型模块化雷达系列已进入机载前视低空风切变探测系统竞争激烈的市场。MODAR-3000型雷达经多次飞行试验证实其可在13㎞以上的范围内探测到100 多次风切变。甚至还能探测到相当干及降水仅8㎜/h的风切变。