四创3821一次雷达简介

四创3821一次雷达简介
摘要：3821一次监视雷达是民航等单位为机场配置的近程空管一次雷达。

该
雷达能满足机场对飞机进近管制的需要，提供高精度、高数据率的雷达监视数据。

该雷达为固定站配置，采用全固态、全相参、脉冲压缩、AMTD技术体制，对飞行
高度在40000英尺以下的目标，探测距离可达60海里以上，能给出连续实时的
航迹信息，同时给出终端区危及飞行安全的气象信息。

关键词：AMTD；全固态；全相参
1系统特点
3821雷达是基于通用服务器软件化、精细化处理，高数据质量、高可靠性、
高保障性的空管一次雷达，达到国际主流空管雷达先进水平，主要特点如下：
a)数据质量高
雷达采用软件化、精细化处理和全面的参数管理技术，数据质量高。

基于环
境匹配的精细化处理，适应不同地理环境、气象环境、电磁环境的使用要求；基
于全流程的精细化处理，结合39类500余项参数，覆盖脉压、滤波、恒虚警、
杂波图、点迹、数据处理等各功能模块，所有参数可进行分级配置和管理；基于
信号特征的精细化处理，对干扰、饱和、镜像、跨周期、固定等回波分类检测，
有效抑制各类杂波干扰，基于回波和点迹特征的自适应跟踪模型算法，实现对高
机动目标、慢速小目标稳定跟踪，对仙波能准确识别、隔离。

b)可靠性高
雷达采用全固态器件、双套冗余架构、柔性自动重组，可实现无缝切换。

采
用数据、视频、控制独立总线设计，实现稳定高速的数据传输。

发射机采用并馈
式均衡高隔离大容量设计和独立供电架构。

平均致命故障间隔时间满足3万小时
无停机故障。

雷达具备性能在线评估能力。

可实时监测状态信息，在线测系统参数，并采
用数据库进行存储、管理和评估。

可实时实现点航迹质量分析，实现性能在线评估。

c)生命周期维护成本低
雷达采用基于通用服务器的全软件化平台，在线可更换单元检测覆盖率100%，自动对故障进行隔离、报警，具备在线维护和维修能力；全流程各节点信息可显示、输出、记录、重演，具有远程诊断和技术支持能力；采用货架化服务器，软
件易扩展，生命周期维护成本低，便于持续提升雷达性能。

d)多维度抗干扰
雷达具备慢速目标、仙波、可疑航迹检测分类与标识等能力。

除具有频率捷变、频率分集等常规抗干扰手段外，发挥软件化、精细化处理的优势，可自适应
组合多维度抗干扰手段，实现对复杂电磁环境的良好适应性，采取目标特征分析、多频道输出综合分析等手段，实现大气异常传播、海杂波强气象抑制；采取脉压
前回波检测、脉组采样相关等手段，实现异步干扰抑制。

2 系统组成
3821雷达天线组合由天线反射面、大梁、俯仰机构、馈源组合、转台、旋转
交连等设备组成。

旋转机构采用浸油润滑系统和长效防腐措施，工作寿命不小于
20年。

3821雷达室内电子设备由室内馈线和5个机柜组成，为配电机柜、接收机柜A、接收机柜B、发射射频机柜、电源机柜。

机柜采用整体底座设计，可实现整体
式现场安装。

配电机柜包括波导充气机、配电分机、通风单元、双套驱动组合、防雷分机
等设备。

3821雷达配备两路完全相同的接收通道，分别安装于两个接收机柜中。

每套
接收机柜包含接收前端/通道指示分机、接收分机、通风单元、综合处理分机、
服务器、GPS/北斗双模授时设备、网络交换系统、UPS电源、UPS电池组等设备。

发射分系统由2个机柜组成，包括1个发射射频机柜和1个电源机柜。

发射
射频机柜由8个末级组件、2个前级组件、通风机组组成。

电源机柜包含发射监
控分机，10个36V/40A开关电源模块，2个低压电源模块以及配电单元，选通单
元位于电源机柜中。

3系统原理
天线采用双波束、双极化、低仰角锐截止和高仰角超余割平方设计。

天线波
束的仰角覆盖范围大于40°，增益为34dB。

其中低波束为主波束，工作时既发
射信号又接收回波；高波束为辅助波束，工作时只接收回波信号。

低波束增益高主要用于探测远区目标，可保证雷达威力覆盖，为有效抑制杂
波干扰，采用波束下边沿锐截止设计，可有效降低发射信号的打地电平；高波束
指向角较高，近区地面杂波反射小，主要用于探测近区目标，波束指向约为4°，打地电平更低。

为增强近区目标的探测效果，天线波束的上边沿采用超余割平方
赋形双曲反射面设计，提高了天线在高仰角的增益，增加近区目标信号的信杂比，提高雷达对近区高仰角目标的探测能力。

近区使用高波束、中远距离选用低波束
进行回波组合。

雷达天线具有线/圆极化可选功能，晴天使用线极化工作状态，雨天使用圆
极化工作状态。

圆极化工作状态能有效抑制目标通道的气象干扰，并能提供独立
的气象处理通道。

雷达发射机采用全固态设计，由8个2.2kW大功率末级组件组成，输出功率
不小于15kW，可以有效提供雷达覆盖范围所需的探测能量；使用双套冗余的前级
组件作为推动，发生故障时可以与接收机共同实现不停机通道切换。

雷达使用具有射频时间灵敏度控制（RF-STC）的大动态数字接收机，可以有效抑制近距离强杂波和窄带有源干扰，降低小目标检测时的起伏损失，并为气象回波去相关。

雷达的信号处理采用AMTD技术，能在强杂波和恶劣气象条件下提供良好的检测性能；雷达设计有多组滤波器，可根据杂波强度自适应选择滤波器组，提高雷达检测性能；滤波器选择的基本原则为：远距离清洁区选择低损耗滤波器组降低损耗，近距离杂波区选择强抑制滤波器组对抗杂波。

雷达采用频率分集技术，可以避免长、短脉冲相互干扰，抑制二次回波造成的距离模糊，有效降低多普勒滤波器的盲速效应，减小雨杂波的相关性，并能减小目标起伏造成的检测损失，在需要较高的检测概率时，分集得益高达数分贝。

雷达在工作频率范围（2700MHz～2900MHz）设计有21个工作频率点，可综合考虑各项得益，从中选择4个工作频率点。

针对不同类型的电磁干扰，雷达设计有多种抗干扰手段：当系统遇到窄带瞄准式有源电磁干扰时，具有干扰分析与发射频率选择（JATS）功能，可以有效避开电磁干扰；遭遇跟踪式有源干扰时，雷达将工作频率点分成多组，以满足伪随机和自适应频率捷变的需要；遭遇宽带阻塞式有源干扰时，可以通过扇区静默功能来抑制电磁干扰，使其他扇区不受影响，数据上报持续不中断。

雷达采用控制、数据、视频3种独立数据流方式设计，保证系统的数据隔离度和稳定性，从接收机形成I/Q采样数据后，在通用计算机平台上，采用软件化方式处理，提高雷达各类参数配置的灵活性，易于产品升级和新设计、新算法的实现。

雷达设计了独立的气象处理通道。

在雷达量程范围内气象信息以类似于幅度杂波图的形式输出气象轮廓图，通过视频积累可获得以6次扫描为周期的气象强度平均值。

动态杂波图采用多帧平均积累的方法，实时更新，真实反映雷达杂波环境分布；静态杂波图能够自动或手动建立，主要反映地物剩余分布。

气象滤波器的加权系数经过优化设计，采用杂波图输出来选择滤波器响应，这可以有效剔
除分散的地物杂波，并减少滤波器对气象信号的衰减。

距离相关算法消除了在距
离上不相关的回波。

气象图根据6级强度门限输出气象轮廓图。

雷达采用双套冗余系统架构，包括发射前级组件、接收机、信号处理、终端、监控、驱动控制、编码器、驱动电机等。

编码器、驱动电机等均采用双独立设备
双传输电缆设置，互为热备份，当工作通道中出现分系统或插件故障时，备份设
备无缝切换至工作状态，系统进行自动重组，实现连续运行，保证数据上报不中断，并可对故障设备进行在线维修。

3821雷达具备通道、方位、点航迹、控制、监视等二次雷达相关信号和数据
接口，具备安装二次雷达天线的机械安装接口。

参考文献:
[1]《国际民用航空公约》附件十《航空电信》第四卷（第五版）；
[2] MH/T 4017-2004空中交通管制S波段一次监视雷达设备技术规范；
[3] Eurocontrol Standard for Radar Data Exchange ref
SUR.ET1.ST05.2000-STD-02a- 01 CAT001；CAT002；CAT034；CAT048。

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