气象雷达对环境电磁辐射影响的特征

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，通过发射电磁波对目标照射并接受其回波，由此获得目标到电磁波发射点的距离，距离变化率、方位、高度等信息。

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，它的信息载体是无线电波。 事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。

常见的气象雷达的工作原理

雷达的种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。常见的，可以按照多种方法分类：

1)        按电磁波发射源种类分为：有源雷达、无源雷达。

2)        按平台分为：地面雷达、舰载雷达、机载雷达、卫星雷达等。

3)        按照雷达信号形式分类：有脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。

4)        按照角跟踪方式分类：有单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫描雷达等。

5)        按照用途分为：监视雷达、搜索雷达、火控雷达、制导雷达、气象雷达、导航雷达等。

6)        按照目标测量的参数分类：有测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和敌我识对雷达、多站雷达等。

7)        按照雷达采用的技术和信号处理的方式分类：有相参积累和非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。

8)        按照天线扫描方式分类：有机械扫描雷达、电扫描雷达(即相控阵雷达)等。

9)        按雷达频段分：可分为超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。

虽然以上各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本组成却是一致的，它们都会包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

常见军用雷达系统（左为天线部分，右边小车为信号处理部分）

雷达天线一般具有很强的方向性，以便集中辐射能量来获得较大的观测距离。同时，天线的方向性越强，天线波瓣宽度越窄，雷达测向的精度和分辨率越高。常用的雷达天线是抛物面反射体，馈源放置在焦点上，天线反射体将高频能量聚成窄波束。天线波束在空间的扫描采用机械转动天线而获得。另外，脉冲雷达的天线是收发共用的。接收机把微弱的回波信号放大到足以进行信号处理的电平，该电平经检波器取出脉冲调制波形，由视频放大器放大后送到终端设备。

雷达系统产生的电磁辐射污染主要来自雷达运行的时候，发射机通过旋转抛物面天线向空间发射脉冲探测信号进行空间扫描，及功率峰值高达数百千瓦，使空中天线主视方向的电磁辐射强度增高，从而产生电磁辐射污染。同时，当发射信号在空中碰到某种障碍物，立即产生反射波，使高空环境电磁辐射场强增高，反射波经介质吸收、距离衰减后传到地面已经十分微弱，其对环境的电磁辐射污染一般可以忽略。

另外，雷达发射机、功率放大器及馈线等设备在设计、制造时都会采取完善的屏蔽措施，并且设备放置在机房内，经过墙体和机房门的屏蔽，正常情况下不会对周围环境产生电磁辐射污染。另外，雷达探测仰角一般取向上2.0度, 这样, 雷达的电磁辐射方向并不直接对着人群，其人体的影响也甚微。按照《中华人民共和国环境电磁波卫生标准》，适合人们长期居住的安全区环境电磁辐射值必须小于10伏/米，超标就有可能会对居民的身体健康产生影响，就要加强防护，因此虽然雷达产生的电磁辐射污染较小，工作人员在其工作时还是会借助专用的电磁辐射分析仪进行各项安全检测。

一般来讲，雷达工作时产生的电磁辐射有如下特点：

[1]      无论在任意连续6min内, 还是在瞬时峰值功率时, 新一代多普勒雷达微波电磁射对公众照射不构成威胁的距离范围为: 雷达天线在仰角0. 5°上连续作PPI扫描时 r≥rR (773. 01m); 天线作RH I扫描是 r≥rR (2700. 51m)。

[2]      考虑到雷达实际工作脉冲重复频率, 环境的屏蔽效应, 馈线损耗, 传播损耗及雷达并非处于连续工作状态下, 且雷达站(高山雷达站)的特殊地理环境, 公众受电磁辐射照射构成威胁的距离范围会进一步缩小, 因而, 在此范围外, 公众受电磁辐射照射正常情况下都会符合国家规定。

[3]      雷达站选址时, 已充分考虑到(特别是平原雷达站)雷达辐射的非安全范围及天线架设的高度，这也是保证其信号覆盖范围内对公众产生的电磁辐射照射符合国家规定的基础。

l  一般多普勒天气雷达主要性能技术指标

l  发射频率(工作频率): 5350MHz;

l  脉冲峰值功率: ≥300KW;

l  发射脉冲宽度: 2∧s, 1∧s;

l  脉冲重复频率: 300～ 1300Hz (1∧s), 0Hz(2∧s);

l  天线增益: ≥44dB;

l  波束宽度: ≤1. 0°;

l  馈线损耗(单程): 发射损耗≤1. 5dB、球

l  4dB、PIN 开关≤0. 5dB、TR 管≤0. 5dB

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