柯林斯风切变雷达及气象雷达(WXR-700X)的使用技巧

chen09 · 发表于 2014-4-28 22:17:32

附件图文并茂，详情请见附件，内容预览：

柯林斯风切变雷达及气象雷达(WXR-700X)的使用技巧
（同时适用多波束扫描雷达系统WXR-2100人工模式的使用）
( For Training Purpose Only)
雷雨不同结构层的反射率和雷达波束的特性
雷雨结构
1. 0°C 温度层以下主要为降雨，对雷达波束的反射最强；
2. -40-0°温度层之间主要为冰晶和水的混合体，反射较差；
3. -40°C 温度层以上至可目视雷雨的顶部，反射基本为零；
4. 新形成的雷雨顶部会伴随强烈的湍流运动，无反射；
提示：雷达依靠探测雷雨中含水（降雨）量的多少来工作的，回波与雨量成正比；雷达无法探测雪，雾，含水率低的云，闪电，区分冰雹与降雨的差别

雷达波束
a. 雷达发出的波束为3.5°发散角的圆锥体
b. 距飞机越近，波束越窄，扫到雷雨的切面越薄，显示雷雨的分辨率越好；

提示：由于波束呈发散状，有时（飞行高度较低，距离圈设的较大）即使天线俯仰为0，波束的下缘仍会在一定距离与地面接触，造成显示器上缘地波的显示

50nm距离波束宽度（直径）为17500英尺
注：建议80nm以内对目标进行分析，因为波束较细，打到雷雨上的回波采集点更多，显示雷雨
的分辨率更高；80nm以外的显示主要作为确认目标的位置与存在及进行飞行计划
应注意，由于以上的原因，在飞机距雷雨较近时，雷达波束较窄时，不同的天线俯仰角设置会得到不同的雷雨图象（见下图）
雷达的增益（GAIN）调节
雷达增益的调节实质上就是调节雷达接受的灵敏度，或者说人工调高对目标回波的放大量。
（柯林斯的WXR-700X雷达系统没有负增益调节）
增益旋钮位置与放大增益的对比关系
1. 只有增益旋钮放在CAL位时，显示器上雷雨的颜色等级与实际雷达波束扫到的雷雨切面部分的反射强度情况最为吻合（见下图和右侧降雨量与显示颜色的一一对应关系），即从颜色上，你可以判断雷雨层面降雨的强弱程度。
2. 人工调高增益都是人为的增加雷雨的显示强烈程度,偶尔顺时可以用来观察捕捉低反射率的目标（如冰晶或雷雨顶部的湍流），但不能作为正常的工作模式。另外调高增益后，你无法根据颜色降雨的对应关系估计雷雨的强弱。
3. 人为调大增益（增益旋钮不在CAL位）会使雷达距离补偿电路（STC）和路径衰减警告功能（PAC）抑制，见附录1和2；距离补偿电路（STC）的抑制可能会造成飞机接近雷雨的过程中，显示的目标越来越强烈（绿变黄，黄变红），见附录1的解释。
4. 技巧：由于雷达控制面板没有调节负增益的功能，在遇到大面积强降雨（尤其中国南方）而造成雷达显示器全红时，可以瞬时按下地图（MAP）功能键，这会使雷达的增益相对于CAL标准增益自动降低10分贝，即人为调低雷达增益10分贝；但切记这是人为的降到了雷雨的显示强度，在观察到雷雨的相对强弱区域后一定把增益放回到标准的CAL位。
颜色降雨量
黑： <0.76 mm/hr (.03 in/hr)
注：背景黑色并不代表没有降雨
绿：弱(20 dBz) 0.76 - 3.81 mm/hr (.03-.15 in/hr)
黄：中度(30 dBz) 3.81 - 12.7 mm/hr (.15-.5 in/hr)
红：强(>40 dBz ) > 12.7 mm/hr (.5 in/hr)
紫红：湍流(> 5米/秒的风速 )
显示颜色与降雨量（反射率）的对应关系
注：雷达通过颜色级别来显示雷雨的强弱，但颜色的等级与闪电的活动和气流的强烈并无正比关系，很多情况，绿色（轻
降雨）可能会伴随着频繁的闪电活动和气流（颠簸）的运动。
雷达天线的俯仰角（TILT）设置
雷达天线的俯仰角即为雷达波束中心线与水平面之间夹角，雷达的俯仰设置即为调高或调低波束，
以使波束扫到雷雨反射最强的层面，便于观察，同时要避免波束下缘扫到过量的地面杂波。
1. 低高度（<10000英尺）
• 爬升：２－７°，建议最佳５°
• 下降：２－７°，需通过调高天线波束使地面回波退到显示器外缘，形成薄薄的一层轮廓。
2. 中,高高度（10000-25000英尺或25000英尺以上）
• 根据选择的距离圈，将天线由低向高调整，使地波在显示器外缘，形成薄薄的一层轮廓（见左图）
• 在地形为山区，想形成一层薄薄连续的地波比较困难，这时通过调整，在显示器外缘形成不连续的地波带（见右图）。
80nm
• 在距离圈设置较大时（160nm以上），由于雷达波束与所设距离处地面接近于相切，想调成一层薄薄连续的地波也比较困难，这时需通过精细调整，在显示器外缘形成星星点点的地波带。
总结：总之，雷达俯仰设置的基本原理就是通过调整，使地面杂波在显示器上处于消失的临界状态
（薄薄一层），起飞爬升例外；而不需一味注重俯仰角是多少。
注意：
在飞机巡航，接近与飞跃雷雨的时候，由于雷达波束的圆锥形状和通过以上方法进行的固定的俯仰角设置，会造成雷雨逐渐在显示器上变弱，消失的情况，见下图示（接近80nm观察到的目标在20nm基本消失，这是由于随着飞机与雷雨的相对运动，雷雨下部的反射部分逐渐离开雷达波束范围。由于雷雨的顶部可能伴随强烈的湍流（颠簸）活动，飞跃过程会造成强烈的颠簸；
风切变的探测
1. 雷达在无线电高度约2300ft下风切变的探测自动启动（即使雷达处于关闭状态），在1200ft下所有的音响与图象警告才会提供给机组。在进入风切变探测状态后，天线的扫描由+/-90°变为+/-60°
2. 右下图为风切变的警告的三个级别（取决于风切变发生的位置）a，红色：WARNING b,黄色：CAUTION
c,蓝色：ADVISORY（只适用空客）。风切变的探测范围为5nm及飞机径向+/-30°
3．风切变的显示为红色的条纹（左上图），并由黄色的包络线指示提醒其位置（尤其在距离圈选择较大从而造成
风切变图标变得较小的情况下）
附录：STC(灵敏度时间控制或距离补偿电路)
• 由于雷达波束能量随着距离的传递不断损耗衰减，会造成距离不同，但反射性质完全相同目标在显示器上显示的强弱不同，或者说，距离远的反射的回波较距离近的目标反射的回波弱。从另外的角度说，当飞机不断飞近雷雨时，假定波束扫描雷雨的反射部位不变，由于距离变近回波变强，会造成显示的图象越变越强（绿－黄－红），但实际上雷雨的反射性质并没有变。
• 为了弥补以上的问题，雷达STC 功能会自动补偿，不断调高雷达接收机的灵敏度，从而增大距离远的目标的回波放大量，从而排除由于距离因素造成的波束能量传递损耗而产生对雷雨反射率的影响。
提示：STC只有在80nm以内才工作，另外增益旋钮必须在CAL位。
PAC:路径衰减补偿和警告
• 在某些情况下，有可能飞机正前方的雷雨过于强烈，使得雷达波束无法穿透，能量全部被反射或吸收；雷达无法探测到此雷雨后面的情况，此时雷达会在显示器的外缘产生一黄色的圆弧，以警告机组此雷雨后面为严重的衰减区域，雷达无法看到。
• 警告：一定要避免飞入雷达看不到的衰减区域。
提示：PAC只有对在80nm以内的雷雨目标才起作用，另外增益旋钮必须在CAL位。

air-liang · 发表于 2014-4-29 05:54:09

谢谢楼主分享好详细

chen09 · 发表于 2014-4-29 13:23:35

air-liang:谢谢楼主分享好详细 (2014-04-29 05:54)

还行吧，希望对你有帮助

bbsair11 · 发表于 2014-5-5 14:20:26

楼主好样的！

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