民航小知识：飞机机载气象雷达

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。

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用飞机，但是在使用过程中也会出现各种故障问题。

机载气象雷达系统的故障是比较常见的一个问题，一旦发生故障将对飞行安全造成严重影响。

本文将围绕空客A320飞机机载气象雷达系统的故障问题和解决措施进行探讨。

机载气象雷达系统是现代民用飞机上常见的一个重要设备，其作用是通过雷达波束扫描前方大气，探测和显示附近的气象情况，包括雷暴、降水、积冰、颠簸等，为飞行员提供重要的气象信息，帮助其做出正确的飞行决策，确保飞行安全。

1. 故障表现在实际飞行操作中，机载气象雷达系统可能出现故障，其表现包括但不限于以下情况：- 无法开机或开机后立即断电。

- 无法正常选择工作模式或频率。

- 显示屏幕出现乱码或无法显示气象信息。

- 随机性地出现误报（例如显示雷暴但实际上并没有）。

- 其他异常表现。

2. 故障原因机载气象雷达系统出现故障的原因可能有很多，主要包括但不限于以下几点：- 设备老化或损坏，如天线、控制器等部件损坏。

- 电气连接故障，如电源线路故障导致供电不足或不稳定。

- 系统软件问题，如程序崩溃或运行异常。

一旦机载气象雷达系统出现故障，飞行员需按照A320飞机的操作手册进行故障排除程序，主要包括以下几个步骤：- 首先进行系统复位，尝试重新启动和校准系统。

- 检查设备的外部连接和供电情况，确保设备正常供电。

- 检查机载气象雷达系统的线路连接情况，包括控制线路和信号线路，排除可能的连接故障。

- 检查系统软件版本和运行情况，尝试进行软件重启或升级。

2. 备用设备启用在机载气象雷达系统故障无法及时解决的情况下，空客A320飞机配备了备用的气象雷达系统，飞行员可以启用备用设备继续获取气象信息，确保飞行安全。

3. 地面维修支持对于复杂的机载气象雷达系统故障问题，空客公司提供了全球的维修支持网络，飞行员可以联系地面维修人员进行远程支持或安排地面维修人员迅速到达目的地进行故障排除和维修。

• 109•ELECTRONICS WORLD ・探索与观察引言：机载气象雷达的基本功能是在飞行过程中，连续向飞行员提供飞机正面和飞机两侧的气象状况和其他障碍物的平面显示图像。

另外，气象雷达还可以提供显示飞机前方表面特征的地图，以帮助飞行员识别地标，确定飞机位置，避开危险的天气区域或其他障碍物。

在实际使用中，由于使用环境、操作不当等诸多因素，导致气象雷达的故障率很高，在飞机的维护过程中，如果不了解其原理，则无法启动。

因此，需要技术维修人员熟悉并掌握机载气象雷达的工作原理和常见故障现象准确地排除故障，为飞机安全飞行保驾护航。

1.机载气象雷达的组成及探测原理机载气象雷达是依托于目标反射电磁波原理来确定目标的位置，物体反射电磁波的能力与物体性质和大小以及电磁波的频率有着直接的关系。

如果目标电导率较高，则反射面越大，回波强度越大。

机载气象雷达可根据这种情况确定降雨量，并根据颜色之间的差异将其显示在ND中。

WXR-2100天气雷达是COLLINS开发的新型雷达，与传统雷达的区别在于该气象雷达功率从几千瓦到几十千瓦。

其收发器使用数字电路，峰值功率仅为125W，平均功率仅为600Mw。

另一个功能是扫掠检测面，杂波从地面反射到雷暴云层的底部，然后通过先进的数字信号处理技术滤除地面杂波，以在显示屏上显示天气信息。

理想的雷达束应在雷达的最大工作距离内，沿地球表面的曲率检测雷云的底部，如图1所示。

图1 理想的雷达波束探测雷雨云示意图图2 WXR-2100型气象雷达探测雷雨云示意图WXR-2100是一种新型雷达，其收发器可合成多波束扫描信息并抑制地面杂波以获得模拟的理想波束，在显示屏上我们可以看到完整的气象信息。

2.机载气象雷达的使用典型的737NG飞机上的可选WXR-2100天气雷达控制箱，与传统的天气雷达控制盒不同，其按下“自动”按钮可使雷达自行调整天线角度和增益，而无需手动输入任何信息；在手动模式下，机长和副驾驶可以分别控制侧面的雷达显示，如果机长按下此侧的“TFR”按钮，则所有设置和显示均以副驾驶侧的设置为准，反之亦然。

机载气象雷达工作原理机载气象雷达的工作原理如下：雷达的英文是Radar，实际上是“无线电探测和测距”（Radio Detecting And Ranging）的缩写。

现代机载雷达使用的是工作在X波段的频率。

这种波束经过特殊设计，既可以穿透中雨，又能探测背后的强降雨，符合飞行员对天气的确认和绕飞标准的要求。

水分子的反射率是雷达工作原理中的关键因素。

雷达反射回波的强度与水滴的大小、构成和数量有关。

冰晶反射的雷达能量极少，水（雨）是极佳的雷达波反射体。

例如，水滴的回波强度比同样大小的冰粒大五倍。

对于机载气象雷达而言，它只能探测含水（降雨）量的多少，然后根据反射率通过不同的颜色等级反馈到飞机的ND上进行显示。

雷暴由不同反射特征的三部分云体组成。

底部云体在冻结高度以下，由液态的降水（雨）组成，是整个雷暴反射率最强的部分。

中间部分的云体是在冻结高度（0°C）以上，直到温度降为﹣40°C的高度为止。

这部分的云体中包含冰晶和过冷水滴。

过冷水滴有中度的反射率，但这部分的反射能量会因冰晶的出现而损失。

因此，雷达在此高度以上的能探测到的东西很少。

气象雷达探测的这部分的顶部，也就是我们常说雷暴的“湿顶”或“雷达顶”。

机载气象雷达通过发射一定波长的电磁波，并监测其遇到障碍物后返回的信号，来探测天气情况。

在气象雷达系统中，发射机产生高频电磁波，通过收发转换开关传送给天线，再由天线将其辐射到空间中。

这些电磁波在传播过程中遇到雨水、云雾等气象目标后会发生反射，反射回波被接收机接收后处理生成相应的视频图像。

通过分析这些图像，可以判断出天气状况、风向、风速等信息。

气象雷达主要用于探测航路上的降水、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象条件，以保障飞行安全。

不同型号的气象雷达所包含的组件可能不同，他们在各型飞机上的配置也有多种形式。

较为先进的气象雷达将收发机、控制盒、驱动机构、天线以及波导管集成为一个天线收发机机构，省去了波导管的传输，减少了信号失真，降低了维护难度。

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。

空运领域的航空器气象雷达使用与分析在空运领域中，航空器气象雷达的使用对于飞行安全和预测气象条件至关重要。

本文将介绍航空器气象雷达的工作原理、使用方法以及数据分析，以帮助读者更好地了解和利用这一技术。

一、航空器气象雷达的工作原理航空器气象雷达是一种通过发射和接收电磁波来探测大气中降水和云状物的设备。

它采用雷达系统中常用的频段和波束来实现对天气情况的探测。

当雷达发射器发出的电磁波遇到云、雨等水性气象物体时，部分电磁波将被散射和反射回来，通过接收器收到的信号可以获得降水和云状物的位置、形态和强度等信息。

二、航空器气象雷达的使用方法航空器气象雷达可分为地面雷达和机载雷达两种。

地面雷达主要布设在机场或气象观测站等固定位置，用于监测航空器飞行路线附近的天气情况。

机载雷达则安装在航空器上，能够实时获取航空器附近的天气信息。

使用航空器气象雷达时，需要根据飞行计划和实际气象情况选择合适的雷达扫描模式和参数设置。

常用的扫描模式包括垂直扇形扫描、盲插法扫描、垂直切片扫描等，每种模式都有其适用的气象条件和优劣势。

在进行雷达观测时，需要注意雷达的有效距离和分辨率，以确保获得准确的气象数据。

同时，还需注意雷达反射率的判读和解释，了解不同反射率对应的降水强度和云状物类型。

三、航空器气象雷达数据分析航空器气象雷达获取的数据主要包括雷达反射率因子、雷达径向速度和雷达谱宽等。

这些数据可以用于分析天气形势和预测降水情况。

雷达反射率因子是指雷达接收到的回波信号的强度，可以用来反映降水的强度和分布情况。

通过分析雷达反射率因子的空间分布和变化趋势，可以推测出不同类型的降水区域和强弱程度。

雷达径向速度是指目标相对于雷达的速度，可以用来观测风场情况。

通过分析雷达径向速度的空间变化和垂直廓线，可以获得风场的垂直结构和风速大小。

雷达谱宽则反映了回波信号的频谱展宽程度，可以用来判断降水粒子的尺寸和类型。

通过分析雷达谱宽的变化，可以了解降水颗粒的变化过程和发展趋势。

机载气象雷达飞机上的气象雷达，能够迅速而准确地探明方圆千万平方公里内各个高度上的大气温度、湿度和风向、风速、云高等资料。

这样，当飞机升到某一高度或穿越不同高度的大气层时就会避免遭受大的颠簸震动。

另外，它还具有定位功能：由于空中气流复杂多变，有些小范围的回波难以消失，因此只要发现了某处出现异常回波，操纵员通过雷达显示器便能判断出该区域存在着强烈的干扰回波，从而精确地掌握目标的实际方位并及时将其告知驾驶舱内的人员，使他们能提前采取措施加以排除。

这也正是早期机载气象雷达所特有的优势—无需配备目视观察手段，只靠声纳和雷达的结合即可完成对空中的探测任务。

雷达是一种电子侦察设备，可以探测目标信号。

当我们坐飞机翱翔蓝天时，如果遇见敌方战斗机、轰炸机，只要把身边的雷达打开，就能轻松找到他们；如果与己方的民用飞机相遇，只要关闭雷达，就可让飞机安全降落。

虽然近年来雷达侦察的应用日益广泛，但传统雷达依旧不会被淘汰。

原因很简单，首先就是由于其极为突出的探测性能和易维护性，让传统雷达保持着强劲的生命力。

就拿军事领域最重要的光学瞄准镜来说吧，那么小的物件想要长时间稳定的跟踪移动目标，必须借助光学装置，例如像夜视仪、热成像仪这类光学产品，同理，微型相控阵雷达也属于光学瞄准镜的一种。

目前我国的天基红外预警卫星和海面浮标遥感卫星都搭载有相控阵雷达，一旦监测到大规模入侵的情况，可立刻发射导弹拦截对方飞机。

而随着智能化程度更高的新型相控阵雷达的问世，雷达就好比手机中的 GPS 一般，具有强大的指引效果。

另外，随着电子技术的进步，自适应相控阵雷达在精密制导、计算机、电子元器件、光纤传输、材料工艺等方面均得到了快速发展，它的运用已经超越了传统意义上的预警系统概念。

今后，相控阵雷达仍将继续充当航母编队的眼睛，为舰船指路，为部队提供辅助情报支援。

气象雷达对高空的分辨率可以达到每公里十几米至数十米之间。

近几年，俄罗斯也研制了高分辨率相控阵雷达，据称可以将天顶距拉伸到3000公里以上。

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。

空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨近年来，空客A320飞机在使用过程中出现了机载气象雷达系统故障的情况。

这种故障不仅对飞机的飞行安全产生了影响，还可能导致航班延误甚至取消，给航空公司和乘客带来了诸多不便。

我们有必要对空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题进行深入探讨，并提出解决措施，以保证飞机的正常飞行和乘客的安全。

我们需要了解机载气象雷达系统的作用。

机载气象雷达系统是指飞机上安装的一种雷达设备，其主要作用是探测周围的天气情况，包括雷暴、降雨、积冰等情况。

这些信息对飞行员进行飞行决策和航线规划至关重要，可以有效避开恶劣天气区域，确保飞行安全和乘客舒适。

机载气象雷达系统的正常运行对飞行安全有着至关重要的意义。

近年来空客A320飞机的一些机载气象雷达系统出现了故障。

这些故障主要表现为雷达无法正常工作、显示异常或者丢失天气信息等情况，给飞行员带来了一定的困扰。

影响到了飞行决策和飞行路径规划的准确性，增加了飞行员的工作负担，降低了飞行安全性。

那么，造成空客A320飞机机载气象雷达系统故障的原因是什么呢？一方面，可能是机载气象雷达系统本身存在设计缺陷或者制造质量问题。

也有可能是气象雷达系统在飞行过程中受到了外部因素的影响，比如灰尘、雨水、冰雹等导致设备损坏或者工作异常。

气象雷达系统的长期使用和老化也是可能的原因之一。

针对空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题，我们可以提出一些解决措施。

需要对空客A320飞机的机载气象雷达系统进行全面的技术检测和维护，确保设备的正常运行和准确性。

可以采用先进的雷达技术和材料，提高设备的抗干扰能力和耐用性，减少故障发生的可能性。

针对气象雷达系统的使用和维护，飞行员和地面维护人员也需要接受专业的培训和指导，提高其对设备的操作技能和故障排除能力。

还可以对空客A320飞机机载气象雷达系统进行技术升级和改进，引入新的传感器技术和数据处理算法，提高雷达系统的灵敏度和准确性。

飞机气象雷达的工作原理是利用雷达发射的电磁波照射到气象目标，然后接收回波，通过分析回波的强度、频率和波形等信息，确定气象目标的位置、形状、速度和性质等参数，从而为飞行员提供飞行中的气象状况信息，帮助其做出更好的飞行决策。

具体来说，飞机气象雷达通过天线发射出特定频率的电磁波，这些电磁波在遇到气象目标时会被反射回来，形成回波。

接收天线接收到回波后，将其传输到雷达接收机中。

在接收机中，通过对回波信号进行处理和分析，提取出关于气象目标的各种信息，如位置、速度、形状和性质等。

这些信息会以图像、数据等形式显示在雷达屏幕上，供飞行员参考。

根据处理回波信号的方式不同，雷达可以分为脉冲雷达和连续波雷达两种类型。

脉冲雷达通过发射一定脉冲宽度的电磁波来照射气象目标，并接收回波信号。

而连续波雷达则连续不断地发射和接收电磁波信号，通过分析回波信号的频率变化来获取气象目标的信息。

在飞机气象雷达中，雷达天线是关键部件之一。

它负责将电磁波发射出去并接收回波信号。

天线的形状和尺寸会直接影响雷达的扫描范围和分辨率等性能参数。

此外，雷达接收机也是非常重要的组成部分，它负责对回波信号进行处理和分析，提取出气象目标的信息。

总之，飞机气象雷达的工作原理是通过发射和接收电磁波信号来探测气象目标，并通过分析回波信号提取相关信息，为飞行员提供飞行决策依据。