93605部队保障部工程师 北京 102199
摘要：在当前机场附近区域的电磁环境中，有源干扰设施逐渐增多。这些有源干扰设施会产生相应的电磁辐射，从而对民航空管二次雷达系统的安全运行产生不同程度的影响，甚至带来一定的危害，也会对自然环境产生一定影响，危害人类的身体健康。如果不使用相应的屏蔽手段进行有效的辐射屏蔽，二次雷达系统和飞机的机载设备都会受到辐射影响，从而威胁民航空管二次雷达系统安全运行以及飞机的安全飞行。因此，无论是相关交通建设还是其他有源干扰设施，都需要考虑其产生的电磁辐射，确保相关电磁坏境能够达到标准，保证民航空管二次雷达系统安全运行。
关键词：民航空管；二次雷达系统；电磁环境
1空管雷达的工作原理
空管雷达主要是靠机场的雷达发射机对空间发射电磁波，当目标接收到电磁波后反射相应的回波信号，在机场地面的雷达系统接收到回波信号时，依据电磁波往返时间来计算目标的飞行斜距，通过天线发射的旋转扫描与扇形窄波束同步进行，显示器就能显示出目标的方位与距离。雷达主要任务就是发现目标与测量目标的参数，并且雷达发射机只需发射一次电磁波就能确定目标方位与距离的电子系统。当前民航空管雷达有一次监视雷达、二次监视雷达。一次监视雷达能自动发射电磁波，又称反射式主雷达，在其装置的接收端可检测目标对其电磁波的反射回波，准确判断目标物的位置信息。电磁发射机接收机、天线信号处理机、雷达显示终端等组成了一次雷达。在测量时需考虑与监视者间的距离与方位角，但某些一次雷达还能测定目标的相对速度，并且一次雷达不用飞机的配合就可进行监视活动。
2二次雷达系统相关介绍及有源干扰现象分析
2.1民航空管二次雷达系统有源干扰现象。以下面一种情况进行分析：有一民航管制员反映，在距离中心点雷达站大概60km、方位为180°～200°的航线上，民航飞机易发生丢点情况。飞机丢点易造成管制员缺乏对其位置的准确判断，会给飞机的飞行安全造成一定危害。相关技术人员通过一定技术手段对该雷达的原始视频信号进行提取和分析发现，该雷达的原始应答报告处于一种无序状态，相关报文的解码应答也不正确，而这种情况容易导致目标点迹信号丢失。维护人员通过分析相应的干扰现象，确认该现象不是二次雷达系统内部自身原因造成的，而是外部的有源干扰造成的。外部有源干扰对雷达系统的影响主要可以分为以下两类。第一类，二次雷达询问阶段。根据民航机场二次雷达系统的相关工作流程，如果二次雷达系统在询问时飞机附近空域有其他信号出现，且这种信号的频率和雷达询问信号频率相近，信号强度较强时，对于飞机的机载应答机而言，在接收到雷达的询问脉冲信号时无法对其准确识别，从而不会做出相应应答，造成信号丢失。第二类，二次雷达接收阶段。如果在机载应答机的应答过程中，二次雷达的天线上同时出现了其他信号，且和应答信号具有相似或者相同频率，还表现出较强的干扰性，将造成飞机的应答信号产生畸变，从而使雷达接收机无法正常对应答信号进行解码和纠错，最终造成丢点现象。
2.2机场二次雷达系统。目前，民航空管雷达中主要包括一次雷达和二次雷达，两种雷达具有不同的工作方式。二次雷达可以通过相应的发射机对相关目标发出脉冲信号，机载的应答机接收到相应的询问会反射回对应的信号，同时地面二次雷达系统会对所接收到的信号进行处理，从而获得所需要的信息。对于民航空管二次雷达系统，电磁波主要是由系统的发射天线产生，而电磁辐射的大小以及分布会受到天线形式和高度的影响。二次雷达的天线在空间辐射电磁场的能量会形成一个立体辐射图，水平方向性的主要作用是可以对目标物的方位角的精度以及不同方位角飞机的分辨能力进行分析，垂直方向性的主要作用是对地面发射所造成的影响进行分析。
3二次雷达系统的安全电磁环境范围计算
3.1雷达系统的安全电磁环境标准与计算方法。民航空管二次雷达系统的询问频率在1030MHz，应答频率在1090MHz上。在雷达站天线为中心，450m的半径范围内不能有高压输电线、金属建筑物、密集的建筑物等。而在800m半径范围内不能有气象雷达、高频炉等电气设备。在计算雷达辐射的安全范围时，需依据不同发射天线的塔高计算地面与天线发射方向与预测点间的夹角，天线的垂直方向图以及预测点的功率密度。根据不同发射天线的垂直方向性图，获取预测点位置与垂直方向性函数。计算预测点功率密度值时要根据相关公式加入天线垂直方向性函数和天线增益等基本参数。
3.2远近场区域的计算与分析。雷达系统的远近场区域是指天线中点线与水平90m内或外的距离，超过则叫远，小于90m则叫近场区域。相关计算公式可算出近场区的最大功率密度为0.375W/m2，相对天线间距离为27m。而二次雷达站地面距离中心点30m内的最大功率密度6.06×10-1W/m2，小于标准值，就不需设置防护距离。而雷达天线垂直方向图与远场区域>90m开始用相关公式计算，在水平距离100m的功率密度为48×10-4W/m2，500m的功率密度为5×10-4W/m2。二次雷达主波束按照集合换算，不能达到超过500m外的区域，那么依据距离与数据的关系，距离越远辐射密度减小，小于评价标准值，所以此区域内的电磁辐射危害不会伤害人体，不需特别防护。
3.3安全范围的距离与高度分析。根据计算公式与评价标准值来计算天线的不同高度的达标距离。如安全区域内3m高的水平距离为40m；10m高时水平距离为70m，以此类推可将数据绘成趋势图，达标距离越远辐射安全区域高度越高，所以安全辐射区域为远场区90m处、高度16m以下，150m位置处与22m高度以下不会对人体产生危害。为保证二次雷达系统正常运行，所以雷达站的建设适合近场区域建设。
4二次雷达系统电磁环境相关污染防护措施
雷达站在空中交通管制工作中是重点的管理区域。雷达站的建设是保证飞机飞行安全及促进民航事业发展的关键。所以，在雷达站建设中，需要对民航二次雷达系统的电磁环境进行实际分析，对雷达站建设对周围电磁环境的影响进行相应分析，同时进行相应的污染防治。（1）对空管雷达站的建设地址要进行科学合理选择。该建设地址需要考虑航路以及机场其他发展要求，且该建设地址的电磁环境要达到良好，同时能够很好地进行控制，不会对机场周围环境造成相应影响。（2）民航相关部门要不断完善电磁辐射环境的相关管理制度，安排专业的管理人员落实好相应的电磁辐射管理制度，同时在不断的实践应用中健全管理制度，将电磁辐射管理归纳到民航的管理体系中。（3）相关管理部门要定期检查维修雷达站，保证民航雷达站的相关技术指标能够达到相应要求，确定好相应的电磁环境安全区域范围，保证民航能够安全运行。
结论
综上，我国的民航事业不断发展，航班航线明显增多，那么在众多机场的基础设施建设中的空管雷达系统，容易受到其他设备的干扰与障碍物的影响。在建设时需针对机场的实际情况，全面分析并计算，对当前机场的电磁环境进行安全评估，排查电磁干扰源，通过合理的防治措施保证空管二次雷达的正常运行，保证我国民航事业的安全、平稳的发展。
参考文献
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