氣象雷達對環境電磁輻射影響的特征

雷達是利用電磁波探測目標的電子設備，通過發射電磁波對目標照射并接受其回波，由此獲得目標到電磁波發射點的距離，距離變化率、方位、高度等信息。

雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似，它的信息載體是無線電波。 事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質上是同一種東西，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不同。其原理是雷達設備的發射機通過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；雷達天線接收此反射波，送至接收設備進行處理，提取有關該物體的某些信息（目標物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等）。

常見的氣象雷達的工作原理

雷達的種類繁多，分類的方法也非常復雜。通常可以按照雷達的用途分類，如預警雷達、搜索警戒雷達、引導指揮雷達、炮瞄雷達、測高雷達、戰場監視雷達、機載雷達、無線電測高雷達、雷達引信、氣象雷達、航行管制雷達、導航雷達以及防撞和敵我識別雷達等。常見的，可以按照多種方法分類：

1)        按電磁波發射源種類分為：有源雷達、無源雷達。

2)        按平臺分為：地面雷達、艦載雷達、機載雷達、衛星雷達等。

3)        按照雷達信號形式分類：有脈沖雷達、連續波雷達、脈部壓縮雷達和頻率捷變雷達等。

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

5)        按照用途分為：監視雷達、搜索雷達、火控雷達、制導雷達、氣象雷達、導航雷達等。

6)        按照目標測量的參數分類：有測高雷達、二坐標雷達、三坐標雷達和敵我識對雷達、多站雷達等。

7)        按照雷達采用的技術和信號處理的方式分類：有相參積累和非相參積累、動目標顯示、動目標檢測、脈沖多普勒雷達、合成孔徑雷達、邊掃描邊跟蹤雷達。

8)        按照天線掃描方式分類：有機械掃描雷達、電掃描雷達(即相控陣雷達)等。

9)        按雷達頻段分：可分為超視距雷達、微波雷達、毫米波雷達以及激光雷達等。

雖然以上各種雷達的具體用途和結構不盡相同，但基本組成卻是一致的，它們都會包括:發射機、發射天線、接收機、接收天線，處理部分以及顯示器。還有電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等輔助設備。

常見軍用雷達系統（左為天線部分，右邊小車為信號處理部分）

雷達天線一般具有很強的方向性，以便集中輻射能量來獲得較大的觀測距離。同時，天線的方向性越強，天線波瓣寬度越窄，雷達測向的精度和分辨率越高。常用的雷達天線是拋物面反射體，饋源放置在焦點上，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械轉動天線而獲得。另外，脈沖雷達的天線是收發共用的。接收機把微弱的回波信號放大到足以進行信號處理的電平，該電平經檢波器取出脈沖調制波形，由視頻放大器放大后送到終端設備。

雷達系統產生的電磁輻射污染主要來自雷達運行的時候，發射機通過旋轉拋物面天線向空間發射脈沖探測信號進行空間掃描，及功率峰值高達數百千瓦，使空中天線主視方向的電磁輻射強度增高，從而產生電磁輻射污染。同時，當發射信號在空中碰到某種障礙物，立即產生反射波，使高空環境電磁輻射場強增高，反射波經介質吸收、距離衰減后傳到地面已經十分微弱，其對環境的電磁輻射污染一般可以忽略。

另外，雷達發射機、功率放大器及饋線等設備在設計、制造時都會采取完善的屏蔽措施，并且設備放置在機房內，經過墻體和機房門的屏蔽，正常情況下不會對周圍環境產生電磁輻射污染。另外，雷達探測仰角一般取向上2.0度, 這樣, 雷達的電磁輻射方向并不直接對著人群，其人體的影響也甚微。按照《中華人民共和國環境電磁波衛生標準》，適合人們長期居住的安全區環境電磁輻射值必須小于10伏/米，超標就有可能會對居民的身體健康產生影響，就要加強防護，因此雖然雷達產生的電磁輻射污染較小，工作人員在其工作時還是會借助專用的電磁輻射分析儀進行各項安全檢測。

一般來講，雷達工作時產生的電磁輻射有如下特點：

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

[2]      考慮到雷達實際工作脈沖重復頻率, 環境的屏蔽效應, 饋線損耗, 傳播損耗及雷達并非處于連續工作狀態下, 且雷達站(高山雷達站)的特殊地理環境, 公眾受電磁輻射照射構成威脅的距離范圍會進一步縮小, 因而, 在此范圍外, 公眾受電磁輻射照射正常情況下都會符合國家規定。

[3]      雷達站選址時, 已充分考慮到(特別是平原雷達站)雷達輻射的非安全范圍及天線架設的高度，這也是保證其信號覆蓋范圍內對公眾產生的電磁輻射照射符合國家規定的基礎。

l  一般多普勒天氣雷達主要性能技術指標

l  發射頻率(工作頻率): 5350MHz;

l  脈沖峰值功率: ≥300KW;

l  發射脈沖寬度: 2∧s, 1∧s;

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

l  天線增益: ≥44dB;

l  波束寬度: ≤1. 0°;

l  饋線損耗(單程): 發射損耗≤1. 5dB、球

l  4dB、PIN 開關≤0. 5dB、TR 管≤0. 5dB

編輯：廣州極端科技有限公司

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