机载气象雷达

机载气象雷达的应用作者：赵宝俊来源：《科学与财富》2016年第02期雷达通过间歇性地向空中发射电磁脉冲，然后接收被气象目标散射的回波，从而探测远方气象目标的空间位置和特性。

收发组的电路组成有：发射机、接收处理、收发转换、电源、监控、天线稳定放大电路。

从结构上飞雷达天线有两部分：用于控制天线运动的天线底座部分和用于辐射和接收雷达信号的天线部分.在飞机飞行过程中，雷达系统通过扫掠天线向前方及其两侧扇区辐射功力强大的雷达脉冲信号，同时接收由雷雨区等含水气象目标所产生的雷达回波。

通过雷达接收机和显示器中回波信号的处理，最后以明亮的目标图像的形式在显示器上表现出来，飞行员以观察图形直接了解飞机前方数百里天气气象情况，选择安全的航路。

一、气象雷达的分类测云雷达。

是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。

其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。

工作原理和测雨雷达相同，主要用来探测云高地的高度。

如空中有多层云时，还可以测出每层的高度。

测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。

对于含水量较大的低层云，如积雨云、冰雹等，测云雷达的波束难以穿透，因而只能用测雨雷达探测。

测雨雷达。

又称天气雷达，是利用雨滴、冰晶体、雪花等对电磁波的散射从而来反馈大气中的降水或云的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。

测雨雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。

测风雷达。

用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。

测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器，不断对气球进行定位。

根据气球单位时间内的位移，就能定出不同大气层水平风向和风速。

在气球上同时挂有探空仪，遥测高空的气压、温度和湿度。

圆极化雷达。

一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波，而圆极化雷达发射的是圆极化波。

雷达发射圆极化波时，球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波，而非球形大粒子（如冰雹）对圆极化波会引起退极化作用，利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征，圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。

飞机气象雷达原理及故障维护分析摘要：本文主要介绍了飞机气象雷达的工作原理，讨论了雷达图像显示不正确、雷达图像目标失真、雷达不扫描、雷达散热、环境对雷达的影响等问题的排除方法，以期为从事该项维护工作的机务工作人员提供思路和方法。

关键词：气象雷达；原理；故障1气象雷达的工作原理机载气象雷达根据电磁波反射原理确定目标的位置。

物体反射电磁波的能力与物体的性质、大小和电磁波的频率直接相关。

目标物体的导电性越高，反射面越大，回波强度越大。

当目标物体的几何尺寸和波长相差较大时，反射能量会减弱。

如果可以将目标物体的反射面直径与雷达波的波长进行比较，则反射能量也会显著增加。

目前用于气象探测的雷达工作频率一般在200MHz~10000MHz之间。

气象雷达的工作原理包括距离测定、方位测定、降水探测、湍流检测和风切变检测。

1.1距离测定气象雷达的主要任务是测量目标物体与地面之间的距离。

气象雷达发射的电磁波以光速在空气中传播，经测量后可接收到目标回波信号，接收到回波信号与发射脉冲之间的时间间隔为t，被测目标与飞机之间的距离可以计算为L=ct/2，其中c为光速。

目标物体的距离分辨率主要由脉冲宽度决定。

如果要提高对近程目标的识别能力，就必须使用较窄的脉冲宽度。

1.2方位测定目标物体的方位角主要通过测量雷达天线波束轴的瞬时方位角来确定。

雷达天线形成的波束呈圆锥形，宽度较窄。

当雷达天线指向特定的方位角时，雷达只能接收到该方位角内物体产生的目标回波，雷达设备将接收到的回波信号传输到显示器上，显示器显示实际的方位角。

雷达的方位角分辨率主要取决于天线水平面上波束宽度，波束宽度越窄，分辨率越高。

1.3降水探测气象雷达是监测天气状况的主要工具，因此对降水的探测是气象雷达监测的重要组成部分。

雨、雹、雪等材料都是导电性水材料。

气象雷达可以探测到雨滴或相对潮湿的冰雹，但不能探测到云、雾、干冰雹等物质。

含水材料可以吸收雷达发射的射频脉冲能量，部分能量会丢失，其余能量会被反射回来。

A320飞机气象雷达的使用故障分析及排故摘要：本文在分析气象雷达系统故障前首先到图书馆进行了资料调研，获得了大量关于气象雷达系统及故障分析的文献资料，结合空客A320手册和某航空公司运营的故障报告数据等重要资料。

总结各类文献资料完成绪论，介绍飞机气象雷达构成及显示原理，然后根据故障数据统计分析了气象雷达系统的故障情况并提出了排故方法和维护措施。

关键词：飞机气象雷达；使用故障；排除一、气象雷达系统分析气象雷达在雷达里面是一个重要的分支，经过长时间的研发已被广泛应用在了天气预报、农业等多种不同的领域。

在民航界气象雷达也同样受到了高度的重视及应用，目前的机载气象雷达不仅可以探测雷雨等天气情况，还能够探测到低空风切变等危险情况，可以为飞机的飞行做好预警工作，因此机载气象雷达系统成为了民航飞机飞行安全中不可或缺的一个重要的机载系统。

先进的民用飞机上一般都装有气象雷达,通常都将其安装在飞机的机头部位，气象雷达系统主要包括收发机、控制装置、天线驱动、天线、显示器和波导装置，还设有收发机和雷达波导开关，使其可以通过雷达系统的控制面板选择开关的置左或置右，用来选择其相对应的系统进行工作。

机载气象雷达系统一般在飞机飞行过程中不断的实时探测飞机前方航路上的危险气象区域和地面障碍物的平面显示图像信息，并且将气象数据连续迅速地用不同的颜色表示降水的密度和地形情况来反馈到驾驶员气象雷达导航显示器上，新型的气象雷达还具有探测紊流和风切变的功能，用来让驾驶员选择安全可靠的航线，可以绕开危险的区域从而保证飞机的飞行安全。

在气象雷达系统其天线扫描的区域范围内，可以探测和定位到不同类型的大气扰动和风切变的情况。

气象雷达系统随着降雨量比率变化而变化的颜色显示外界天气干扰的强度。

用不同的颜色显示将大气扰动在导航显示器上用来提示机组人员:大气扰动根据其降雨量的多少颜色分别为黑、绿、黄、红;其中洋红则代表着紊流区域在降水区域的40海里以内。

A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。

机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。

在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。

新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。

本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。

一、机载气象雷达系统的组成机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。

雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。

天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。

显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。

控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。

波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。

二、气象雷达对目标的探测机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。

它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。

要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。

一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。

飞机气象雷达常见故障分析摘要：飞机气象雷达通常用于大气预测,是一种主动式的微波大气遥感设备,主要为中小尺度天气系统进行预报和警戒，是飞机对大气自主监测的重要手段,在对突发性、灾害性的气象环境监测、预报和警报中具有极为重要的作用。

本文概括了民航飞机气象雷达运行显示故障,并分析提出了有针对性的排除方法,仅供参考借鉴。

关键词：机载气象雷达、天线、收发机、波导管、电磁波载气象雷达机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。

在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。

新型的气象雷达系统还具有预测风切变(PWS)功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。

机载气象雷达系统不仅能够检测雷雨等天气状况，还能够探测低空风切变、湍流等危险目标，以提前做好预警工作，已成为民航飞行安全中不可或缺的一个重要机载系统。

气象雷达系统的主要部件为收发机、天线驱动组件、天线、波导系统、控制面板及显示器，设有两套收发机和一个雷达波导开关，通过雷达控制面板上选择开关的置左或置右，以选择相应的系统工作。

一、气象雷达的常见故障1、雷达不扫描的情况，多为天线组故障。

天线由电机和机械传动装置组成，故障多为电机损坏和卡阻等原因。

天线组发生障碍严重阻碍了雷达系统的运行。

天线组一共有两个通道，一个是俯仰；另一个是扫描，由它们共同进行平面内气象目标的探测。

俯仰通道是用来人工调节所用，可以应用于不同的工作方式；扫描通道主要是用于束波扫描。

天线的俯仰扫描通道均有测速电机为反馈信号源，以确保工作速度的稳定。

如果飞行过程中天线组中的扫描通道停止扫描，雷达天线将无法正常工作，雷达图像就不会在雷达显示器上面正常显示。

2、出现雷达显示器上没有目标显示的情况，一般首先都能想到是收发机的缘故。

要知道工作效率及脉冲功率是衡量收发机是否正常的标准，因此，一定先要对发射机电路部分进行详细的检查，不仅测量其工作效率，还要测试它的脉冲功率，除此之外，收发机故障跟磁控管震荡有着直接的联系。

机载气象雷达的原理及常见故障分析摘要：机载气象雷达的基本功能是在飞行过程中不断向飞行员提供飞机前方航路上及其两侧的气象条件和其他障碍物的平面显示图像。

根据显示的图像，飞行员可以选择一条安全的路线来避开危险的天气区域或其他障碍物。

天气雷达还可以提供飞机前方基于地图的表面特征显示，以帮助飞行员识别地标并确定飞机的位置。

关键词：机载气象雷达；故障分析；措施分析1 机载气象雷达的基本工作原理1.1 气象雷达方程查阅相关资料可知气象雷达的方程为：Pmax=aPtG2θ2Cτr1.6λ2Simin!"1/2（1）注：式（1）中a（对降雨目标a值为3.36，对冰雹区域a值为1.54）为常数，Pt为雷达发射机的功率，G为天线的增益，θ为雷达的水平宽度或垂直宽度，C为光速，τ为发射脉冲宽度，r为降雨率，λ为波长，Simin为最小可检测功率。

上式集中地表明了气象雷达最大作用距离与雷达系统的技术特性及目标性质的关系，对雷达使用和维护人员均具有实际指导意义。

1.2 气象雷达基本工作原理机载气象雷达主要用于探测航路上的恶劣气象区域。

空中的雷雨区、暴雨区、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象区域，就是机载气象雷达所要探测的目标，为气象雷达基本工作原理示意图。

雷达发现目标并测定其位置，基于无线电波传播所具有的以下基本规律：（1）无线电波遇到障碍物发生反射，产生回波；（2）无线电波以光速在空间直线传播（实际上，电波在真空中的传播速度等于光速，在空气中的传播速度略小于光速，但通常视为近似光速）；（3）发射机产生电磁波信号（如正弦波短脉冲），由天线辐射到空气中；（4）发射信号的一部分被目标截获，并向多个方向再辐射；（5）向后辐射并返回雷达的信号由雷达天线收集并发送给接收机；（6）在接收器中，信号被处理以检测目标的存在并确定其位置；（7）通过测量从雷达信号到目标的时间并从目标返回到雷达来获得目标的距离；（8）当接收到的回波信号幅度最大时，可以根据窄波束雷达天线指向的方向获得目标的角位置；（9）如果目标正在移动，回波信号的频率将由于多普勒效应而偏移。

空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨空客A320飞机是一款非常先进的民航客机，配备了各种先进的系统和设备，以确保飞行安全和舒适性。

其中一项重要的设备是机载气象雷达系统，它可以帮助机组人员监测天气状况，及时躲避恶劣天气，确保飞行安全。

机载气象雷达系统也会出现故障问题，给飞行带来一定的风险。

本文将围绕空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题展开探讨，并提出相应的解决措施。

1. 故障现象空客A320飞机机载气象雷达系统可能出现的故障包括但不限于以下几种情况：（1）显示异常：雷达系统在监测天气时出现显示不清晰、模糊或闪烁的现象，造成机组人员无法准确判断天气状况；（2）故障报警：雷达系统出现故障报警，提示系统出现问题，需要及时处理；（3）数据丢失：雷达系统监测到的天气数据丢失或不准确，影响机组人员的飞行决策。

2. 故障原因空客A320飞机机载气象雷达系统故障的原因可能包括但不限于以下几种情况：（1）设备老化：雷达系统使用时间较长，设备老化导致性能下降；（2）外部环境影响：雷达系统受到外部环境因素影响，如电磁干扰、恶劣天气等；（3）人为操作失误：机组人员操作不当导致雷达系统故障。

3. 故障风险空客A320飞机机载气象雷达系统的故障会带来一定的飞行风险，具体表现在以下几个方面：（1）飞行安全受影响：机载气象雷达系统是飞行中监测天气状况的重要设备，一旦出现故障，会影响机组人员对飞行环境的判断，增加飞行安全风险；（2）延误航班：如果机载气象雷达系统出现故障，需要进行维修和检查，可能导致航班延误，影响航空公司的正常运营。

1. 完善的维护保养为了避免空客A320飞机机载气象雷达系统的故障，航空公司应该采取一系列的维护保养措施，包括但不限于以下几点：（1）定期检查：对机载气象雷达系统进行定期的检查和维护，及时发现和处理潜在的故障问题；（2）定期更新：对雷达系统的软件和硬件进行定期更新，确保系统处于最新的工作状态；（3）培训机组人员：对机组人员进行定期的培训，提高其对机载气象雷达系统的操作技能，减少人为操作失误。

机载气象雷达的原理及常见故障分析【摘要】雷达的种类繁多，用途各异。

机载气象雷达的基本功用是探测航路上的雷暴雨、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象区域。

机载气象雷达(WXR)的安全性直接影响整机系统和飞行的安全。

机载气象雷达是机载导航系统的重要组成部分，是民航客机上的一种重要导航设备。

气象雷达出现故障极易造成飞机滑回、返航甚至坠毁等事故，因此必须加强对WXR 的维护。

本论文通过对机载气象雷达（WXR-700）基本工作原理的系统性总结，来全面地理解机载气象雷达相关知识，并对常见故障进行了总结、分析。

【关键词】机载气象雷达；WXR-700；故障分析【Abstract】There are many kinds of Radar,their uses are not the same.The basic function of airborne weather radar is to detect the route ofthunderstorms, hail, wind shear, turbulence and other bad weather area.The safety of Airborne Weather Radar (WXR) directly affects the whole aircraftsystem and flight safety.Airborne Weather Radar is an important part of the airborne navigation system is an important navigation equipment of civilairplane. If there is something wrong with Weather Radar,it may easily cause aircraft sliding back,return airport even crashes and other accident,so wemust enhance the maintenance of WXR. This article summarizes the working principle of WXR (WXR -700) briefly to understand the relatedknowledge of WXR,and analysis,summarizes the common faults.【Key words】Airborne Weather Radar; WXR-700; Fault analysis一、机载气象雷达概述机载气象雷达是人们为防范气象风险，保证飞行安全而应用现代科学技术成果而研制的航空电子设备。

关于雷达使用及回波判读的一点体会我们在夏天飞行常常会碰到雷雨等强对流天气。

在雷雨中飞行往往会遇到雷击、强烈颠簸、冰雹、强降水、低空风切变等多种危害飞行安全的恶劣情况。

机载气象雷达是为了帮助我们在飞行过程中更好的观测雷雨云情况、判断雷雨云性质、决定飞行路线或方法的重要机载设备。

但是飞机使用手册上对雷达使用的介绍几乎没有，为了大家更好的使用气象雷达，我收集了一些气象雷达原理及各位教员与前辈在雷达使用上的经验，供大家参考。

一、雷达原理简介：我们飞机上使用的气象雷达发射的雷达辐射波在遇到水的时候产生反射，被我们的接收机接收后在雷达显示屏上产生影像，水滴越大，越密集，则回波越强。

在雷达屏幕上通过不同颜色代表接收到的回波强弱，用以反映探测区域内的水气含量。

绿色代表轻微，降水量为0.76—3.81毫米/小时；黄色为中度，降水量为3.81—12.7毫米/小时；红色为强度和非常强，降水量为12.7毫米/小时以上；紫色为颠簸区域，代表雷达探测到该区域有5米/秒以上的风速变化。

于是我们知道，机载气象雷达是通过探测降雨雨滴的大小和密集程度来判定前方天气的。

我们在雷达屏幕上看到的图像是降水的回波影像，反映出探测到的雷雨的饱和度、形成强度及危害程度。

气象雷达向前方发射出一条波束厚度角为3.5°的雷达波来探测前方180°范围的天气情况，它只能对某一高度范围内的天气进行探测，并以将这一区域横切为片状的形式来进行。

有个近似的雷达波束厚度范围公式：波束厚度（英尺）=距离（海里）×100×3.5320nm112000ft如果现在飞行在33500英尺的高度，雷达探测距离调定为160NM，那么雷达波束的厚度在160海里处即为160×100×3.5=56000英尺，这时把雷达波束往下调节一点就会将波束接触到地面，那么观测天气可能就会有误差，因为这时的雷达影像上不光是气象回波，还有地面地形的回波了。

A320系列飞机气象雷达系统介绍第一部分概述机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。

机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。

在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。

新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。

机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等。

雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。

雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。

天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。

显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。

控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。

波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。

第二部分本公司雷达型号我们公司的气象雷达一共有3种类型，最早的一种是HONEYWELL公司的RTA-4B，适用于5架老飞机【2360,2361,2362,2363,2201,2202】，件号为066-50008-0405，一种是COLLINS公司 WXP-701X，件号为622-5132-622，适用于后续的320飞机【6261，2219,2220,2221,2230，6012，2410,2411,2412】，最后一种为COLLINS公司WXR2100(MULTISCAN)，件号为822-1710-202，最近在逐步拆下送上海执行SB WRT-2100-34-502改装为件号822－1710－203的，适用于321飞机。

(根据EO-2009-A320-34-048-R1《安装COLLINS带有“Multiscan”功能的气象雷达收发机PN 822-1710-203》，气象雷达收发机的件号由822-1710-202升级到822-1710-203，适用我公司飞机B-2291、B-2292、B-6332、B-6368、B-6369五架飞机。

气象雷达原理及故障维护作者：崔杉熊力来源：《科技创新导报》 2015年第21期崔杉熊力（四川省广汉市中国民用航空飞行学院四川广汉 618300）摘要：气象雷达是气象监测的重要手段，主要用于飞机上探测气象状况以及变化趋势，同时还能测量距离及方位等，为安全飞行提供保障。

该文主要介绍了气象雷达的作用、组成及工作原理，并通过一些常见的故障讨论了排故的方法以及维护措施。

关键词：气象雷达作用维护自检中图分类号：TN959.5文献标识码:A 文章编号:1674-098X（2015）07(c)-0073-02机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他一些目标的存在以及分布状况，并将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等信息显示在显示器上。

气象雷达作为一项重要的机载设备，它对飞行安全起着不可忽视的作用，身为机务人，我们有责任深入的了解其构造及原理，以便在其出现故障时能快速准确的找出问题所在。

1 气象雷达作用气象雷达主要用于探测气象状况以及变化趋势。

它是人们为防范气象风险，保障飞行安全而研制的航空电子产品。

它是利用电磁波经过天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。

它能够在飞行中连续地向飞行员提供航路前方及其两侧的气象状况，此外还提供飞机前方地表特征的地图型显示，飞行员可据此选择安全的航线，避绕危险的气象区域或其它障碍物，识别地标以及判断飞机的位置。

2 气象雷达的组成控制面板、显示器、天线和收发机构成了气象雷达主要部件。

机载气象雷达还需由垂直陀螺提供倾斜和俯仰稳定信号，倾斜和俯仰信号可以由单独的垂直陀螺组建提供，也可由惯性基准系统提供。

在控制面板上可以选择雷达的工作方式，显示距离范围，扫描区域，设置增益等各项功能。

俯仰角控制开关可调节天线在±15°内的俯仰变化，以便天线在适当的角度进行扫描。

增益控制开关可以调节接收器的灵敏度，接收器的自动(CAL位)灵敏度因雷达系统的不同而不同。