氣象雷達(dá)對(duì)環(huán)境電磁輻射影響的特征

雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備，通過(guò)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)照射并接受其回波，由此獲得目標(biāo)到電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離，距離變化率、方位、高度等信息。

雷達(dá)所起的作用和眼睛和耳朵相似，它的信息載體是無(wú)線電波。 事實(shí)上，不論是可見(jiàn)光或是無(wú)線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，在真空中傳播的速度都是光速C，差別在于它們各自的頻率和波長(zhǎng)不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過(guò)天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息（目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等）。

常見(jiàn)的氣象雷達(dá)的工作原理

雷達(dá)的種類(lèi)繁多，分類(lèi)的方法也非常復(fù)雜。通?？梢园凑绽走_(dá)的用途分類(lèi)，如預(yù)警雷達(dá)、搜索警戒雷達(dá)、引導(dǎo)指揮雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、測(cè)高雷達(dá)、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、無(wú)線電測(cè)高雷達(dá)、雷達(dá)引信、氣象雷達(dá)、航行管制雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識(shí)別雷達(dá)等。常見(jiàn)的，可以按照多種方法分類(lèi)：

1) 按電磁波發(fā)射源種類(lèi)分為：有源雷達(dá)、無(wú)源雷達(dá)。

2) 按平臺(tái)分為：地面雷達(dá)、艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、衛(wèi)星雷達(dá)等。

3) 按照雷達(dá)信號(hào)形式分類(lèi)：有脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈部壓縮雷達(dá)和頻率捷變雷達(dá)等。

4) 按照角跟蹤方式分類(lèi)：有單脈沖雷達(dá)、圓錐掃描雷達(dá)和隱蔽圓錐掃描雷達(dá)等。

5) 按照用途分為：監(jiān)視雷達(dá)、搜索雷達(dá)、火控雷達(dá)、制導(dǎo)雷達(dá)、氣象雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)等。

6) 按照目標(biāo)測(cè)量的參數(shù)分類(lèi)：有測(cè)高雷達(dá)、二坐標(biāo)雷達(dá)、三坐標(biāo)雷達(dá)和敵我識(shí)對(duì)雷達(dá)、多站雷達(dá)等。

7) 按照雷達(dá)采用的技術(shù)和信號(hào)處理的方式分類(lèi)：有相參積累和非相參積累、動(dòng)目標(biāo)顯示、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、脈沖多普勒雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、邊掃描邊跟蹤雷達(dá)。

8) 按照天線掃描方式分類(lèi)：有機(jī)械掃描雷達(dá)、電掃描雷達(dá)(即相控陣?yán)走_(dá))等。

9) 按雷達(dá)頻段分：可分為超視距雷達(dá)、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等。

雖然以上各種雷達(dá)的具體用途和結(jié)構(gòu)不盡相同，但基本組成卻是一致的，它們都會(huì)包括:發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收機(jī)、接收天線，處理部分以及顯示器。還有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備。

常見(jiàn)雷達(dá)系統(tǒng)（左為天線部分，右邊小車(chē)為信號(hào)處理部分）

雷達(dá)天線一般具有很強(qiáng)的方向性，以便集中輻射能量來(lái)獲得較大的觀測(cè)距離。同時(shí)，天線的方向性越強(qiáng)，天線波瓣寬度越窄，雷達(dá)測(cè)向的精度和分辨率越高。常用的雷達(dá)天線是拋物面反射體，饋源放置在焦點(diǎn)上，天線反射體將高頻能量聚成窄波束。天線波束在空間的掃描采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)天線而獲得。另外，脈沖雷達(dá)的天線是收發(fā)共用的。接收機(jī)把微弱的回波信號(hào)放大到足以進(jìn)行信號(hào)處理的電平，該電平經(jīng)檢波器取出脈沖調(diào)制波形，由視頻放大器放大后送到終端設(shè)備。

雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁輻射污染主要來(lái)自雷達(dá)運(yùn)行的時(shí)候，發(fā)射機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)拋物面天線向空間發(fā)射脈沖探測(cè)信號(hào)進(jìn)行空間掃描，及功率峰值高達(dá)數(shù)百千瓦，使空中天線主視方向的電磁輻射強(qiáng)度增高，從而產(chǎn)生電磁輻射污染。同時(shí)，當(dāng)發(fā)射信號(hào)在空中碰到某種障礙物，立即產(chǎn)生反射波，使高空環(huán)境電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)增高，反射波經(jīng)介質(zhì)吸收、距離衰減后傳到地面已經(jīng)十分微弱，其對(duì)環(huán)境的電磁輻射污染一般可以忽略。

另外，雷達(dá)發(fā)射機(jī)、功率放大器及饋線等設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造時(shí)都會(huì)采取完善的屏蔽措施，并且設(shè)備放置在機(jī)房?jī)?nèi)，經(jīng)過(guò)墻體和機(jī)房門(mén)的屏蔽，正常情況下不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生電磁輻射污染。另外，雷達(dá)探測(cè)仰角一般取向上2.0度, 這樣, 雷達(dá)的電磁輻射方向并不直接對(duì)著人群，其人體的影響也甚微。按照《中華人民共和國(guó)環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，適合人們長(zhǎng)期居住的安全區(qū)環(huán)境電磁輻射值必須小于10伏/米，超標(biāo)就有可能會(huì)對(duì)居民的身體健康產(chǎn)生影響，就要加強(qiáng)防護(hù)，因此雖然雷達(dá)產(chǎn)生的電磁輻射污染較小，工作人員在其工作時(shí)還是會(huì)進(jìn)行各項(xiàng)安全檢測(cè)。

一般來(lái)講，雷達(dá)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射有如下特點(diǎn)：

[1] 無(wú)論在任意連續(xù)6min內(nèi), 還是在瞬時(shí)峰值功率時(shí), 新一代多普勒雷達(dá)微波電磁射對(duì)公眾照射不構(gòu)成威脅的距離范圍為: 雷達(dá)天線在仰角0. 5°上連續(xù)作PPI掃描時(shí) r≥rR (773. 01m); 天線作RH I掃描是 r≥rR (2700. 51m)。

[2] 考慮到雷達(dá)實(shí)際工作脈沖重復(fù)頻率, 環(huán)境的屏蔽效應(yīng), 饋線損耗, 傳播損耗及雷達(dá)并非處于連續(xù)工作狀態(tài)下, 且雷達(dá)站(高山雷達(dá)站)的特殊地理環(huán)境, 公眾受電磁輻射照射構(gòu)成威脅的距離范圍會(huì)進(jìn)一步縮小, 因而, 在此范圍外, 公眾受電磁輻射照射正常情況下都會(huì)符合國(guó)家規(guī)定。

[3] 雷達(dá)站選址時(shí), 已充分考慮到(特別是平原雷達(dá)站)雷達(dá)輻射的非安全范圍及天線架設(shè)的高度，這也是保證其信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)對(duì)公眾產(chǎn)生的電磁輻射照射符合國(guó)家規(guī)定的基礎(chǔ)。

l  一般多普勒天氣雷達(dá)主要性能技術(shù)指標(biāo)

2  發(fā)射頻率(工作頻率): 5350MHz;

2  脈沖峰值功率: ≥300KW;

2  發(fā)射脈沖寬度: 2∧s, 1∧s;

2  脈沖重復(fù)頻率: 300～ 1300Hz (1∧s), 0Hz(2∧s);

2  天線增益: ≥44dB;

2  波束寬度: ≤1. 0°;

2  饋線損耗(單程): 發(fā)射損耗≤1. 5dB、球

2  4dB、PIN 開(kāi)關(guān)≤0. 5dB、TR 管≤0. 5dB

編輯：廣州科技有限公司

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