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概述 介紹 Rockwell Collions WXR-2100型多掃描氣象雷達(dá)在氣象信息的處理和提煉方法上有革命性的突破，多掃描氣象雷達(dá)是一種全自動(dòng)雷達(dá)，它可以在不需要飛行員輸入掃描角度和進(jìn)行增益設(shè)置的情況下，不管在什么時(shí)候，不管飛機(jī)的姿態(tài)如何，對所有范圍內(nèi)重要的氣象信息進(jìn)行無雜波的顯示。當(dāng)多掃描氣象雷達(dá)工作在自動(dòng)模式的時(shí)候，每個(gè)飛行員將會(huì)獲得一般只有有經(jīng)驗(yàn)的雷達(dá)操作員才能獲得的氣象信息，而飛行員只需進(jìn)行簡單的標(biāo)準(zhǔn)化航空公司飛行員培訓(xùn)。多掃描氣象雷達(dá)有效的減少了飛行員的工作負(fù)擔(dān)，并增強(qiáng)了天氣的探測能力，增加了機(jī)組及旅客的安全性。 多掃描雷達(dá)工作的關(guān)鍵在于雷達(dá)對雷雨底部反射部分的探測，然后通過先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)對地面雜波進(jìn)行抑制。為了對短、中、長距離范圍內(nèi)的氣象進(jìn)行更好的探測，多掃描氣象雷達(dá)也集成了多雷達(dá)掃描功能，對掃描角度進(jìn)行預(yù)設(shè)。因此，在不同的飛行階段，不同的探測距離，它的氣象探測結(jié)果都十分出色。真320海里探測和Qverflight Protection功能是多掃描氣象雷達(dá)眾多新特征中的兩個(gè)。多掃描氣象雷達(dá)因?yàn)槭褂孟冗M(jìn)的運(yùn)算法則來消除地面雜波，這使它能夠跨越雷達(dá)視野的限制，為飛行員提供真正意義上的320海里氣象資料。Overflight Protection功能使機(jī)組人員能夠躲開雷雨頂部滲透，這是如今導(dǎo)致飛機(jī)顛簸的主要原因之一。Overflight Protection功能將那些對飛機(jī)造成威脅的任何雷雨信息保持在雷達(dá)顯示屏上，直到它不在對飛機(jī)造成威脅為止。 系統(tǒng)描述 重要的運(yùn)行特點(diǎn) 全自動(dòng)工作：多掃描氣象雷達(dá)設(shè)計(jì)工作在全自動(dòng)模式，飛行員只需輸入探測范圍，而不需要輸入掃描角度和進(jìn)行增益設(shè)置。 理想的無雜波顯示：Rockwell Collions第三代地面雜波抑制算法能減少約98%的地面雜波，這使它能理想的無雜波顯示有威脅的氣象信息。 在不同探測范圍和飛行高度情況下良好的氣象探測能力：多掃描氣象雷達(dá)將從不同掃描角度獲得的氣象數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，當(dāng)飛行員選擇了所要求的顯示范圍，不同角度的掃描信息將會(huì)從存儲(chǔ)器中取出并一起顯示。通過多角度的掃描，可以獲得近距離和遠(yuǎn)距離的氣象信息，這使得不管飛機(jī)的姿態(tài)如何，不管何種探測范圍，顯示屏上所呈現(xiàn)的都是一幅最優(yōu)化的氣象圖。 決策氣象：多掃描氣象雷達(dá)能夠提供真正意義上的320海里決策氣象信息。 Gain Plus：Gain Plus包括以下功能： 傳統(tǒng)的加減增益控制：多掃描氣象雷達(dá)允許機(jī)組人員在人工或自動(dòng)工作模式的時(shí)候進(jìn)行增加或減小增益。 基于溫度的增益控制：在高海拔的巡航高度，由于低的雷雨雷達(dá)反射率，將會(huì)基于溫度對雷雨增益進(jìn)行補(bǔ)償。 路徑衰減補(bǔ)償和警報(bào)（PAC Alert）：對距飛機(jī)80海里范圍內(nèi)的干擾性氣象造成的衰減進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)補(bǔ)償超過限制，一個(gè)黃色的PAC Alert桿將顯示以提醒飛行員注意雷達(dá)陰影區(qū)。 Overflight Protection：Overflight Protection功能減少了在高海拔巡航高度時(shí)疏漏雷雨頂部滲漏的可能性。多掃描氣象雷達(dá)向下掃描波束的信息和它的信息存儲(chǔ)能力將發(fā)揮作用，可以防止在飛機(jī)完全穿越有威脅的雷雨區(qū)之前，雷雨區(qū)圖象在顯示屏上消失。 海洋氣候反射率補(bǔ)償：多掃描氣象雷達(dá)能對海洋雷雨反射率的減小進(jìn)行增益補(bǔ)償，以便在飛機(jī)飛越海洋時(shí)提供更精準(zhǔn)的氣象信息。 全面的低高度氣象：在低高度時(shí)，多角度掃描的應(yīng)用使雷達(dá)能夠通過對飛機(jī)飛行路徑的掃描來防止闖入拱形雷雨紊流區(qū)，能探測出飛機(jī)下方正在行成的雷雨，并能看到更大范圍內(nèi)的氣象情況。 風(fēng)切變探測：在起飛和著陸階段，自動(dòng)的風(fēng)切變探測能力將起作用。 地圖：地圖模式能夠探測出主要的地理特征，如城市，湖面，海岸線等。 全范圍全模式下的同步顯示更新：在自動(dòng)模式下，機(jī)長和副駕駛的顯示更新是同步進(jìn)行的，即使他們選擇了不同的顯示距離和不同的工作模式。 工作原理 雷雨的反射率 了解多掃描氣象雷達(dá)如何工作的關(guān)鍵在于了解雷雨的反射率。一般來說，雷雨的反射率被劃分成三個(gè)部分（見圖3—1）。 圖3—1 雷雨反射級別 ? 雷雨的下三分之一由于溫度在冰點(diǎn)之上，所以全部由小雨滴組成，這部分是雷雨中對雷達(dá)波能量反射最強(qiáng)的部分。中間部分由過度冷卻的水和冰晶組成，由于冰晶是不良的雷達(dá)波反射體，所以這部分的反射率開始減小了。雷雨的上部完全由冰晶組成，所以在雷達(dá)上幾乎不可見。另外，正在形成的雷雨在其上部可能會(huì)形成拱形的紊流波。 圖3—2顯示的是一個(gè)真實(shí)的雷雨。圖3—3顯示的是隨著掃描俯仰角度的增加相應(yīng)得到它的一些雷達(dá)圖。在實(shí)際的人工操作中，通常是在能觀察到最多的雷雨反射回波的角度和接收到最少地面雜波的角度之間選擇一個(gè)折衷的掃描角度。 圖3—2 雷雨 ? 圖3—3 雷雨和在不同掃描俯仰角度時(shí)它相應(yīng)的雷達(dá)圖 ? 理想的雷達(dá)波束 了解了雷雨的反射率和掃描角度對它的影響，我們可以設(shè)想一下探測天氣的理想雷達(dá)波束的特性。理想的雷達(dá)波束能夠直接探測到飛機(jī)下方區(qū)域，探測出正在形成的雷雨，并且波束能沿地球表面的曲率延伸到雷達(dá)波傳播的最遠(yuǎn)距離（圖3—4）。這樣，理想的雷達(dá)波束能在任何時(shí)候顯示出飛機(jī)到320海里外所有的重要?dú)庀笮畔ⅰ? www.aero.cn 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址：Rockwell Collions WXR-2100 型多掃描氣象雷達(dá)
