民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境探讨

民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境探讨

徐超,王本栋

中国民用航空东北地区空中交通管理局吉林分局，吉林 长春 130000

摘要：在机场建设中，一般都会有配套的二次雷达系统装备，但是二次雷达设备在实际应用中会受到一些电磁辐射的干扰。民航机场附近的电磁辐射条件相当复杂，不但给雷达系统安全造成了很大影响，同时威胁机场的管理人员及乘客的健康。基于此，本文概述了民航二次雷达系统的技术特性，对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境进行探讨，以供参考。

关键词：民航机场；二次雷达系统；安全运行；电磁环境

引言

在机场周围可能存在一些电磁设备，对二次雷达系统的运行产生了严重的威胁，影响民航安全。因此，必须分析电磁环境带来的影响，要采用有效的措施，降低电磁环境的影响，为机场雷达设备的运行营造更加安全的环境。

1 民航空管雷达概述

1.1 空管雷达简述

空管雷达主要包括一次监视雷达和二次监视雷达两个类型。一次雷达可以单独完成电磁波的发射，利用自身的接收端对目标对象的电磁波反射波进行检测，根据反射波的情况可以精确掌握对目标对象的定位信号。因此一次雷达也能够完成对自身的检测，而不需要其他监测设备的协助，实现对两者的距离、位置的检测[1]。二次雷达不同于一次雷达，能够利用预定的问询、应答模式，对检测对象的位置、距离及其识别情况等进行监视，但是二次雷达需要和被监测对象以完成监视过程。

1.2 空管雷达的工作原理简析

空管雷达的空间原理相对比较清晰，雷达系统向天空发射电磁波信号，目标对象接收后形成反射波信号，实现地面雷达和目标对象的互动，然后通过电磁波信号的往返距离，分析目标对象的高度、位置、距离。整个过程通过送一次电磁波发送即可实现。

1.3 二次雷达的技术特点分析

在我国现代航空管控体系中，二次雷达占有非常关键的地位。二次雷达可以利用预定设计的问询与应答模式，获得目标对象的定位以及高度及其它识别信息。相对于一次雷达，二次雷达具有较多的优点，比如机场雷达问询接机问询波段和飞机的应答波段存在差异，目标对象依靠反射回波的接收进行计算发现，避免其他电磁波敷设干扰，保证监测的精确性；同时二次雷达发射功率低，相同发射功率，二次雷达的覆盖距离更长。

2 民航空管二次雷达系统有源干扰现象

某民航公司飞机出现无应答现象，丢失信号，通过分析，此次为有源干扰。

有源干扰现象：民航管理人员发现在某航路上，以雷达站为中心线，方向180—200°，距离在60km以内，出现了信号源丢失现象，对飞机运行安全产生严重威胁，通过获取初始信息，可以发现二次雷达的原始应答报告无序，不能准确解码应答，导致了点迹丢失。通过对干涉现象解析后，可以消除雷达的内部原因，并猜测是由于外界有源干扰导致的。

有源问题排查:根据二次雷达系统工作过程,如果在问询期间，同样存在与问询信息频率相同甚至相近的信息，且干涉频段较强，那么机载应答机就极有可能无法正确辨别问询信号，从而出现不应答现象。在应答工作环节中，如果二次雷达技术反射天线上同样存在与应答频率相同甚至相近信号，且干涉性较强,则会出现无应答状况，从而导致丢点的问题[2]。通过认真排查，在距离雷达站南部地区的2—3km左右，发现在某存储数据库内布设了无线视频监测仪，此装置的微波信号较强,对二次雷达技术形成了电磁影响,经过协商储备库内替换了其视频监测装置,此后并未出现过相关类似事故。

3 二次雷达系统电磁环境分析与相关污染防治措施

3.1 二次雷达系统电磁环境分析

（1）电磁环境安全区域范围计算分析方法

二次雷达系统的电磁安全检测是保证雷达系统安全运行降低电磁污染的必要措施，在具体检测过程中必须重视地面到发射点和发射方向之间的夹角计算，各个辐射天线的塔高都是关键数据。在计算时，要参照所有发射天线的垂直方向图。把相应的参数带入相应公式中，得到算预计点功率、密度值的计算结果。

（2）根据远近场进行计算和分析

二次雷达装置中分配了一定的远近场区。远近场区是指天线中点距离目标90m左右的范围；远场区域和近场区域相比其距离更大。在实际应用中，通过公式计算，对近场区域的最大磁场同步电机进行预测，并能够得出对应功率密度为0.375W/㎡。通过对比相关资料，得到天线和发射方面的角度为27°，那么雷达站地面和离中心点30°的区域范围内，最大功率密度为6.06×104W/㎡，远低于对应的标准差,所以不需设定相应的防护距离。

（3）安全区域中分析距离和高度之间的关系

利用计算公式，以标准值为基础对雷达电磁波的高度和天线间的水平达标距离进行计算。若安全区标高为3m，测算得出的最高水平达标距离约为40m；高度为10m,计算得出的达标距离为70m；高度为16m时,达标距离为90m；高度为22m时,达标距离为150m。通过对相关数据进行对比和分析可以发现，水平辐射达标距离和低频电磁射线有着较为的密切联系。达标越远，则辐射安全工作地域高度越高。因此，为了保障空管二次雷达系统运行状态，雷达站的建设地点为近机场区域，对于维修人员来说，该保险范围可以防止对维修人员的身体健康产生负面影响

[3]。当电磁辐射在标准高度范围内时对人体的负面影响可以忽略。对于民航二次雷达系统的远场范围来说，由于间距的持续增大，电磁辐射的功率密度就会随着高度的上升而逐步降低，所以在一定高度范围内就是安全可靠的辐射范围。

3.2 二次雷达系统电磁环境相关污染防护措施

雷达站作为航管的重要设备，是民航事业安全发展的基础，因此，雷达站的建设工程是保证飞机飞行安全的重要工程，只有高质量的雷达工程建设，才能为民航事业的发展打下坚实的基础。所以,在雷达站工程建设中,必须详细分析相关干扰因素， 尤其是电磁波环境的影响，根据实际情况进行结构分析，制定科学的建设方案，做好相关的环境污染预防。

（1）科学的选择空管雷达站的建设位置。空管雷达站建设位置必须要兼顾航线和机场其他发展条件,并保证工程位置的电磁环境保护效果符合相关要求，并通过有效的管理措施，避免对机场周边环境产生负面影响[4]。

（2）民航有关单位要不断完善对电磁辐射环境的管理制度,建立专门的电磁辐射管理体系，并实际工作的开展进行动态调整，不断完善管理体系，并将电磁辐射管理规章制度纳入到了民航的管理体系之中，实现对电磁辐射污染的有效管理。

（3）相关管理部门要发挥自身职能，定期对雷达站进行检修，确保雷达站的技术指标符合民航机场及飞机运行的相关要求，制定了适当的电磁和安全安全范围，并进行封闭式管理，避免受到其它干扰因素的影响，确保民航的安全运营。

4 结束语

民航二次雷达电磁安全不仅关系达到机场相关设施的使用安全，同时对于机场工作人员以及周围居民有着直接的影响。以有源干扰为例，通过具体分析，确定民航机场雷达站建设距离，制定有效的电磁污染防止管理措施，保证民航空管二次雷达系统安全运行，降低电磁影响，保证民航飞机运行安全，为民航事业的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]夏畅.对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析[J].通讯世界,2017(17):288-289.

[2]郑逸浩.探索电磁环境下民航空管二次雷达系统的安全运行[J].科学技术创新,2020(05):25-26.

[3]郝娜.民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境探讨[J].通信电源技术,2019,36(10):196-197.

[4]潘浩.对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析[J].科技创新导报,2019,16(30):2-3.