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浅谈连续波与脉冲调制技术在场面监视雷达中的实践

2020-06-03袁哲

科学与信息化 2020年9期

袁哲

摘 要 在现代化机场管理工作中,场面监视雷达起到重要应用价值,连续波技术及脉冲调制技术是其中主要应用技术,因为应用方式的显著差异而构设起不同的雷达应用模式。本文对场面监视雷达及其两项主要应用技术简要概述后,详细对比分析了连续波技术的综合应用优势,希望能为机场监控管理工作提供一些理论参考。

关键词 场面监视雷达;连续波技术;脉冲调制技术;实践对比

前言

随着我国航空运输产业的跨越式发展,机场飞机起降频次有了很大提升,其间各类机坪交通车辆密度更高,传统塔台监控管理形式在机场交通状况监控应用中显然已无法确保安全质量,引进先进监控设备在机场交通管理工作中更有必要性。场面监视雷达是一种主要用于位置场面移动目标监测的设备,能提供目标基本信息,以此使塔台管制员在各种交通状况下均能实现对机场飞机与车辆的有效管控,促进通行效率的同时也能提高机场管理安全性。

1场面监视雷达的基本概述

大型国际机场中的日常飞机起降频次以及场内车辆流动量相对以往已有明显提升,对塔台监控造成很大压力,特别是在交通高流量时期,很可能出现机场场面交通安全管控失衡、延滞问题,对交通安全与管控效率产生严重影响。场面监视雷达是从其具体应用功能而言的,结合对应信息处理系统,能整合机场监视区域内各种数据,并在塔台终端上显示出该机场中的电子地图、起降飞机以及通行车辆等,并对其各类基础信息加以标识,从而实现对机场内监视目标的全面管控[1]。该监视雷达具有很强的针对性,是对机场飞机及车辆的监视管理,为管制员提供详细的机场交通信息。

如果将之以信号应用类型加以区别,可具体分为脉冲雷达和连续波雷达。其中脉冲雷达以共用天线使用为主,而且在信号发射与接收过程中呈互差形式,发射信号则关闭接收,反之亦然,通过信号发射与接收过程中的时间差进而得出移动目标的距离位置等信息内容;连续波雷达与之则有很大差异,发射与接收设备均连续工作,结构设计上采取的是双天线形式。

2兩项关键技术的应用介绍

连续波雷达以连续波技术为核心,实现对机场交通工具距离的测算,具体而言,应用线性调频技术,连续波雷达可实现所传递信号的时间信息携带转化,信号在发射与接收过程中,会有一定的频率差别,这一频率的差别变化正与时间变化呈正比,通过时间差的确定,即可进一步测算出所监视目标与雷达站间的距离,以此确定目标的具体位置,以及与其他目标之间的位置关系。

脉冲雷达并非连续进行信号收发,而是借助天线以周期性形式进行高频脉冲信号的发射,每当完成信号的发射后,雷达就会关闭发射设备并打开接收设备,转变为接收模式,接收刚才发射信号与目标接触后的返回信号,从发射到接收,其间有一定的时间差,通过时间差即可测算出监视目标与雷达站之间的实际距离,不过因为周期性地信号接收,也容易受接收距离的影响,对于近距离目标很可能出现盲区[2]。

3技术应用的对比分析

从两项技术基本概念以及具体效果而言,连续波技术在场面雷达监视应用中具有更强大的优势,以往很多限制条件也在线性调频技术的结合应用中得以有效解决,在理论研究抑或是实践应用上都逐渐更优于脉冲调制技术,脉冲调制在收发信号的不断转化中,很可能出现信号隔离问题,尤其是在复杂状况下,更可反馈出现异常监视信号,得到错误的数据信息,影响信息应用的有效性。本文主要讨论线性调频连续波技术应用中的优势,也是对该技术在场面雷达监视体系应用的进一步分析。

3.1 具有更高的分辨率

分辨率优化更能提高大型机场内各交通车辆的监视质量,准确分辨各种距离下的车辆信息并测算翔实距离,以此促进机场监视效果地提升。脉冲调制技术理论上也能实现分辨率的进一步提升,因为其距离与时间呈线性变化,所以必须要通过更高采样频率实现,但因其本身信号收发的周期性限制,采样频率很难大幅度提升,也无法随连续波技术调整到分辨率极高的程度;但对于连续波技术而言,因为理论距离分辨率的同质化限定,所以其采样频率无须提高,只要保证依据有效时宽内中差拍信号的合理收发即可,通过采集信息内容的傅里叶运算就能获得技术应用同带宽状况下的极大距离分辨率,在一些极高分辨率监视要求的机场内具有更好的应用价值[3]。

3.2 不会出现监视盲区

监视盲区问题一直都是机场场面雷达监视系统重点突破的管理困扰问题,线性调频连续波技术即对该问题进行更有效管控。从脉冲调制技术的应用中发现,该模式雷达在监视中会出现近距离监视盲区,导致监视系统出现漏洞,关键即在于发射信号时宽较小,无法准确对应回波延时,进而造成信号接收不及时;线性调频连续波技术因使用的是双天线,无须共用天线,所以信号的收发均可同时进行,从而使信号发射时宽足够大,以连续信号的收发实现对机场中更全面的监视,而无盲区发生,在一些接近跑道处的雷达站具有重要应用效果。

3.3 发射功率相对较低

发射功率低能减少对外界环境的干扰,确保雷达监视使用的安全性,同时对设备使用要求上也会比较小。线性调频连续波技术使用的是全固态发射设备,在同信号发射距离上,所需功率更小,能够减少对设备的运行压力,如脉冲调制技术应用中常会通过高压来激发磁控管振荡,无论对设备构件还是周边环境都会造成较大的影响,构件如果缺乏良好的耐压性能,很容易损坏,也间接提高了运维成本。

4结束语

总之,场面雷达监视系统的建设在机场大型化、现代化发展过程中是不可或缺的重要组成部分,以此获得对机场各交通工具的系统化监视,可有效提升机场交通安全管理质量;同时也需进一步革新应用技术,应将连续波技术合理融入其他优秀监视技术的应用中,不断改进完善,为航空运输发展提供更有力支持。

参考文献

[1] 丁锁辉,杨爱平.线性调频脉冲压缩雷达干扰技术研究[J].舰船电子对抗,2018,41(4):4.

[2] 张一腾.线性调频连续波场面监视雷达原理研究[J].科技展望,2016,26(4):139.

[3] 王朝晖.连续波与脉冲调制技术在场面监视雷达中的应用[J].数字通信世界,2017(8):241.