航空雷达讲义.
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气象雷达系统(WXR)
气象雷达的组成：
气象雷达系统(WXR)
• 柯林斯WXR-2100 MultiScan雷达为天气信息的处 理和提炼提供了一种革命性的方法。MultiScan是 一种完全自动化的雷达，可以在所有时间、所有 飞机高度显示所有距离内全部的重要天气，不需 飞行员进行俯仰或增益设定，同时还不会显示杂 波。当MultiScan雷达工作在自动模式时，每位飞 行员都能掌握目前只有最具经验的雷达操作员才 能掌握的天气信息，这样飞行员的培训要求就可 进行简化和标准化。MultiScan雷达大大减轻了飞 行员的工作负荷，同时增强了天气的探测能力， 提高了乘客和机组的安全。
气象雷达系统(WXR)
»其先进功能包括：
» - 全自动化操作：MultiScan具有全自动工作模式。 飞行员只需选择所希望的距离，不需设定俯仰和增 益。 » - 基本无杂波显示：柯林斯的第三代地面杂波抑制 算法可以消除大约98%的地面杂波，使得对威胁天 气的显示基本上摆脱了地面杂波的干扰。 » - 全距离全高度优化天气探测：以变化的各种俯仰 进行多重扫描后获得的天气信息被储存起来，当机 组选择一定距离时，各种扫描所获得的信息就从存 储器中提取出来显示在显示器上。由于运用多俯仰 技术获得了远距离和近距离的天气信息，无论飞机 高度如何，选择何种距离范围，显示器都会给出优 化的天气图像。大局天气：MultiScan雷达能够提 供320海里外的大局天气信息。
Multiscan 雷达概述
» 海洋雷暴相关性：MultiScan能够对海洋雷暴反射率的降低自动进 行补偿，在飞机跨海飞行时提供更加精确的气象显示 » - 综合低高度天气：在低高度上运用多俯仰可使雷达沿着飞行航迹 扫描，避免雷暴穹隆区的威胁，而且能对飞机下面发展中的雷暴进 行扫描，并观察更大范围内的天气。 » - 风切变探测：在起飞和着陆阶段具有风切变自动前视探测功能。 » - 地图：地图模式可以探测重要的地理特性，如城市、湖泊及海岸 线等。 » - 功能分区控制（波音飞机)：该功能使机长和副驾驶能对距离、增 益及工作模式独立进行控制。在人工模式时，还能实现独立的俯仰 控制。 - 所有距离/模式组合中同时显示更新：即使机长和副驾驶选择 了不同的距离和模式，但是在自动工作模式时，两个显示器仍 同时刷新。
Multiscan 雷达概述
Multiscan 雷达概述
1.2 雷暴对雷 达波的反射 性
• 理解雷暴的反射特性是理 解MultiScan雷达工作原理的 关键。一般来讲，雷暴按其对 雷达波的反射率高低可分为三 个部分(图1.1)。结冰高度以下 全部由水组成，是雷暴中能最 有效地反射雷达能量的部分。 雷暴中间部分由过冷的水和冰 晶组成。由于冰晶是不良的雷 达能量反射体，所以这部分对 雷达波的反射率开始减小。雷 暴的顶部全部由冰晶组成，雷 达几乎探测不到。此外，发展 中的雷暴在其可见部分以上还 有一个颠簸弧形波。
• Multiscan 雷达概述
拥有下列功能： »按常规方式进行增益控制：MultiScan使机组 能够在人工和自动工作模式下提高或降低增益 »根据温度改变增益：根据温度改变增益可以在 高高度巡航时对雷暴的低反射率进行补偿。 »路径衰减补偿及警告(PAC警告)：在距离飞机 80海里的范围内，可以对由于天气干扰造成的 衰减进行补偿。当超出补偿极限时，会显示一 个黄色的PAC警告条，以提醒机组处在雷达阴 影区内。 • + OverFlightTM保护：OverFlight保护功能降低 了在高高度巡航时不小心穿越雷暴顶的可能性Hale Waihona Puke BaiduMultiScan 的低角度波束信息及记忆功能可保证对飞机构成威胁的雷暴 在飞机飞过以前在雷达屏幕不消失。
气象雷达系统(WXR)
气象雷达系统(WXR)
MultiScan雷达工作的关键是该雷达的下视能力，它可以透过地 面杂波，直视雷暴底部的反射区，用先进的数字式信号处理技术 消除杂波。它还能以预设的俯仰进行多重雷达扫描，以便探测远 、中、短各种距离的天气，实现了在各个飞行阶段探测各种距离 天气的超卓能力。 真正的320海里天气探测及OverFlightTM保护是MultiScan雷达 多种独特功能中重要的两个功能。MultiScan雷达运用先进的地 面杂波消除算法，可以侦测到雷达地平线，为飞行员提供320海 里外的大局天气情况。OverFlightTM保护可使机组避免不小心穿 越雷暴顶，当前遭遇颠簸气流大部分都是这种情况。 OverFlightTM保护功能保证了威胁飞机的任何雷暴都被显示在雷 达屏幕上，直至其不再构成对乘客和机组的威胁为止。
飞机结构与系统 (AV专业)
机务工程部人事培训处
气象雷达系统(WXR)
•
概述：机载气象雷达系统（WXR)用于实时
地探测飞机前方航路上的危险气象区域，也可探 测飞机前下方的地形情况，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导航显 示器上。供驾驶员避让，保障飞行的舒适和安全。 • 现在的(WXR)都具有预测风切变功能。
Multiscan 雷达概述
• 图所示的是一 个实际的雷暴 及在雷达天线 不同俯仰时的 图像。在实际 操作中，如果 雷达在人工模 式下，俯仰的 确定常常要在 寻找雷暴反射 率最高的部分 和减少地面杂 波之间进行平 衡
Multiscan 雷达概述
»1.2.2自动增益
• MultiScan在自动工作模式时根据大气温度变化规律使用 不同的增益，以此补偿地理位置、一天中不同时刻，以及 高度等各种变化，优化各飞行阶段的天气回波。对增益进 行上述调整，可以最好地适应飞机的飞行环境，并针对主 要条件提供最优化的天气图像最终结果 • 由于MultiScan可以通过多种俯仰设定来探测飞机前方的 天气，而且由于雷达具有下视能力，能从地面杂波中提取 重要的天气，所以MultiScan能以无杂波的画面，显示0320海里范围内影响飞机的所有重要天气。上述整个过程 全部是自动化的，这样，机组就可以把精力放在天气规避 上，而不是天气探测和图像分析上。
气象雷达系统(WXR)
气象雷达的组成：
气象雷达系统(WXR)
• 柯林斯WXR-2100 MultiScan雷达为天气信息的处 理和提炼提供了一种革命性的方法。MultiScan是 一种完全自动化的雷达，可以在所有时间、所有 飞机高度显示所有距离内全部的重要天气，不需 飞行员进行俯仰或增益设定，同时还不会显示杂 波。当MultiScan雷达工作在自动模式时，每位飞 行员都能掌握目前只有最具经验的雷达操作员才 能掌握的天气信息，这样飞行员的培训要求就可 进行简化和标准化。MultiScan雷达大大减轻了飞 行员的工作负荷，同时增强了天气的探测能力， 提高了乘客和机组的安全。
气象雷达系统(WXR)
»其先进功能包括：
» - 全自动化操作：MultiScan具有全自动工作模式。 飞行员只需选择所希望的距离，不需设定俯仰和增 益。 » - 基本无杂波显示：柯林斯的第三代地面杂波抑制 算法可以消除大约98%的地面杂波，使得对威胁天 气的显示基本上摆脱了地面杂波的干扰。 » - 全距离全高度优化天气探测：以变化的各种俯仰 进行多重扫描后获得的天气信息被储存起来，当机 组选择一定距离时，各种扫描所获得的信息就从存 储器中提取出来显示在显示器上。由于运用多俯仰 技术获得了远距离和近距离的天气信息，无论飞机 高度如何，选择何种距离范围，显示器都会给出优 化的天气图像。大局天气：MultiScan雷达能够提 供320海里外的大局天气信息。
Multiscan 雷达概述
» 海洋雷暴相关性：MultiScan能够对海洋雷暴反射率的降低自动进 行补偿，在飞机跨海飞行时提供更加精确的气象显示 » - 综合低高度天气：在低高度上运用多俯仰可使雷达沿着飞行航迹 扫描，避免雷暴穹隆区的威胁，而且能对飞机下面发展中的雷暴进 行扫描，并观察更大范围内的天气。 » - 风切变探测：在起飞和着陆阶段具有风切变自动前视探测功能。 » - 地图：地图模式可以探测重要的地理特性，如城市、湖泊及海岸 线等。 » - 功能分区控制（波音飞机)：该功能使机长和副驾驶能对距离、增 益及工作模式独立进行控制。在人工模式时，还能实现独立的俯仰 控制。 - 所有距离/模式组合中同时显示更新：即使机长和副驾驶选择 了不同的距离和模式，但是在自动工作模式时，两个显示器仍 同时刷新。
Multiscan 雷达概述
Multiscan 雷达概述
1.2 雷暴对雷 达波的反射 性
• 理解雷暴的反射特性是理 解MultiScan雷达工作原理的 关键。一般来讲，雷暴按其对 雷达波的反射率高低可分为三 个部分(图1.1)。结冰高度以下 全部由水组成，是雷暴中能最 有效地反射雷达能量的部分。 雷暴中间部分由过冷的水和冰 晶组成。由于冰晶是不良的雷 达能量反射体，所以这部分对 雷达波的反射率开始减小。雷 暴的顶部全部由冰晶组成，雷 达几乎探测不到。此外，发展 中的雷暴在其可见部分以上还 有一个颠簸弧形波。
• Multiscan 雷达概述
拥有下列功能： »按常规方式进行增益控制：MultiScan使机组 能够在人工和自动工作模式下提高或降低增益 »根据温度改变增益：根据温度改变增益可以在 高高度巡航时对雷暴的低反射率进行补偿。 »路径衰减补偿及警告(PAC警告)：在距离飞机 80海里的范围内，可以对由于天气干扰造成的 衰减进行补偿。当超出补偿极限时，会显示一 个黄色的PAC警告条，以提醒机组处在雷达阴 影区内。 • + OverFlightTM保护：OverFlight保护功能降低 了在高高度巡航时不小心穿越雷暴顶的可能性Hale Waihona Puke BaiduMultiScan 的低角度波束信息及记忆功能可保证对飞机构成威胁的雷暴 在飞机飞过以前在雷达屏幕不消失。
气象雷达系统(WXR)
气象雷达系统(WXR)
MultiScan雷达工作的关键是该雷达的下视能力，它可以透过地 面杂波，直视雷暴底部的反射区，用先进的数字式信号处理技术 消除杂波。它还能以预设的俯仰进行多重雷达扫描，以便探测远 、中、短各种距离的天气，实现了在各个飞行阶段探测各种距离 天气的超卓能力。 真正的320海里天气探测及OverFlightTM保护是MultiScan雷达 多种独特功能中重要的两个功能。MultiScan雷达运用先进的地 面杂波消除算法，可以侦测到雷达地平线，为飞行员提供320海 里外的大局天气情况。OverFlightTM保护可使机组避免不小心穿 越雷暴顶，当前遭遇颠簸气流大部分都是这种情况。 OverFlightTM保护功能保证了威胁飞机的任何雷暴都被显示在雷 达屏幕上，直至其不再构成对乘客和机组的威胁为止。
飞机结构与系统 (AV专业)
机务工程部人事培训处
气象雷达系统(WXR)
•
概述：机载气象雷达系统（WXR)用于实时
地探测飞机前方航路上的危险气象区域，也可探 测飞机前下方的地形情况，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导航显 示器上。供驾驶员避让，保障飞行的舒适和安全。 • 现在的(WXR)都具有预测风切变功能。
Multiscan 雷达概述
• 图所示的是一 个实际的雷暴 及在雷达天线 不同俯仰时的 图像。在实际 操作中，如果 雷达在人工模 式下，俯仰的 确定常常要在 寻找雷暴反射 率最高的部分 和减少地面杂 波之间进行平 衡
Multiscan 雷达概述
»1.2.2自动增益
• MultiScan在自动工作模式时根据大气温度变化规律使用 不同的增益，以此补偿地理位置、一天中不同时刻，以及 高度等各种变化，优化各飞行阶段的天气回波。对增益进 行上述调整，可以最好地适应飞机的飞行环境，并针对主 要条件提供最优化的天气图像最终结果 • 由于MultiScan可以通过多种俯仰设定来探测飞机前方的 天气，而且由于雷达具有下视能力，能从地面杂波中提取 重要的天气，所以MultiScan能以无杂波的画面，显示0320海里范围内影响飞机的所有重要天气。上述整个过程 全部是自动化的，这样，机组就可以把精力放在天气规避 上，而不是天气探测和图像分析上。