MH∕T 4038-2013 空中交通管制L波段一次监视雷达技术要求(民用航空).pdf

ICS 33.200 M 53 MH 中 华 人 民 共 和 国 民 用 航 空 行 业 标 准 MH/T 40382013 空中交通管制 L 波段一次监视雷达 技术要求 L band primary surveillance radar for ATCTechnical requirement 2013-05-10 发布 2013-08-01 实施中国民用航空局 发 布 MH/T 40382013 I 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准由中国民用航空局空管行业管理办公室提出。本标准由中国民用航空局航空器适航审定司批准立项。本标准由中国民航科学技术研究院归口。本标准起草单位：中国民用航空局空中交通管理局技术中心、南京恩瑞特实业有限公司。本标准主要起草人：田振才、郭静、李冰、任森、李航宇、冯兵、陶晶。MH/T 40382013 1 空中交通管制 L 波段一次监视雷达 技术要求 1 范围 本标准规定了民用航空空中交通管制L波段一次监视雷达设备的通用技术要求。本标准适用于民用航空空中交通管制L波段一次监视雷达设备的配置和使用。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 6364 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB 8702 电磁辐射防护规定 GB 10436 作业场所微波辐射卫生标准 MH/T 4003 航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范 MH 4008 空管雷达及管制中心设施间协调移交数据规范 MH/T 40172004 空中交通管制S波段一次监视雷达设备技术规范 MH/T 4020 民用航空通信导航监视设施防雷技术规范 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 MH/T 40172004中确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1 斯威林 I 型目标 swerling 1 targets 在雷达每次扫描期间的回波脉冲相关，但两次扫描之间回波独立的目标。3.1.2 数字脉冲压缩主副瓣比 ratio of sidelobe to mainlobe in digital pulse compression 使用数字脉冲压缩技术时，主瓣幅度相对最大副瓣幅度的倍数。3.1.3 轴角编码器 angular encoder 将天线转轴的角位移变换成数字量输出的转换设备。3.2 缩略语 MH/T 40382013 2 下列缩略语适用于本文件。BITE 机内测试设备(Build In Test Equipment)GNSS 全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)LRU 现场可更换单元（line replaceable unit）MTD 动目标检测（moving target detect）STC 灵敏度时间控制(sensitivity-time control)UPS 不间断电源（uninterruptible power system）4 技术要求 4.1 组成 空中交通管制L波段一次监视雷达设备由天线、转台（旋转关节、电机、轴角编码器等）及馈线系统、发射机、接收机、信号处理器、监控维护席位等组成。4.2 一般要求 4.2.1 L 波段一次监视雷达站址周围的电磁环境应符合 GB 6364 的要求。4.2.2 L 波段一次监视雷达站址周围障碍物环境应符合 MH/T 4003 的要求。4.2.3 L 波段一次监视雷达室内设备的微波泄露辐射应符合 GB 8702 和 GB 10436 的要求。4.2.4 组成雷达的主要设备（包括发射功放驱动、接收单元、信号处理单元、监控单元等）应采用冗余配置，能自动和手动切换。4.2.5 雷达采用全相参、全固态、动目标检测体制。4.2.6 雷达应能 24 h 连续工作。4.2.7 雷达应在全天候条件下实现自动目标录取。4.3 性能要求 4.3.1 工作频段 雷达工作频率范围应为1 250 MHz1 350 MHz。4.3.2 作用空域 4.3.2.1 计算作用距离的条件为：目标的雷达截面积()为 2 m2；目标的起伏模型为斯威林型目标；虚警概率(Pf)为 106；检测概率(Pd)为 0.8；高度角（）为 2.5；天线转速为 5 r/min。4.3.2.2 最大作用距离应不小于 220 n mile，最小作用距离应不大于 1 n mile。4.3.2.3 仰角覆盖范围为 040。4.3.2.4 最大探测高度应不小于 18 000 m。4.3.3 距离参数 4.3.3.1 距离分辨力应不大于 750 m。MH/T 40382013 3 4.3.3.2 距离精度的均方根值应不大于 120 m。4.3.4 方位参数 4.3.4.1 方位分辨力应不大于 3.3。4.3.4.2 测角精度的均方根值应不大于 0.22。4.3.5 抗干扰能力 系统应具有以下抗干扰能力：抗异步干扰；抗气象杂波；杂波中目标可见度不小于 48 dB。4.3.6 气象探测能力 雷达设备应具有独立的气象通道和冗余通道输出，能按6个强度等级显示监视空域中的气象轮廓。4.3.7 目标处理能力 天线转速为5 r/min条件下，目标处理能力应能满足以下要求：天线每转一周处理大约 900 批的目标（目标均匀分布）；在 11.25扇区处理大于 150 批目标（目标均匀分布）。4.3.8 合装能力 4.3.8.1 在电路设计和结构设计上应具备与二次监视雷达合装的能力。4.3.8.2 应具有一、二次雷达点迹和航迹配对能力。4.3.8.3 配对成功率应不小于 95。4.3.9 数据接口 数据接口应满足以下条件：雷达设备能通过网络、RS422 或 RS232 等多种接口输出数据；端口格式和数据传输速率可由用户选择配置；目标和气象数据输出信号格式满足 MH 4008 的要求；对于使用 MH 4008 要求之外的自定义数据内容，给出自定义的数据协议文件。4.3.10 供电 系统应能在380 V38 V、50 Hz2.5 Hz的供电条件下正常工作。雷达总功耗应不大于50 kW。4.3.11 防雷 进入建筑物的电源电缆、数据信号电缆均应安装避雷器或防雷保护器。设备应具备抗雷击能力，满足 MH/T 4020 的要求。4.3.12 可靠性 单通道雷达平均故障间隔时间（MTBF）应不小于1 000 h；雷达系统致命性故障间的任务时间（MTBCF）应不小于30 000 h；故障平均维修时间（MTTR）应不大于0.5 h。MH/T 40382013 4 4.3.13 自检功能 4.3.13.1 雷达设备应具有完善的 BITE 功能，能实现对雷达系统主要性能的监视与测量，自主进行在线或非在线的系统故障隔离与诊断。4.3.13.2 故障检测率应不小于 95%。4.3.13.3 故障隔离覆盖率应不小于 95%。4.3.13.4 90%以上的故障应自动定位到单个 LRU。4.3.13.5 95%以上的故障应自动定位到 3 个 LRU。4.3.13.6 故障虚警率应不大于 5。4.3.14 授时功能 雷达设备应具备GNSS时标接收能力。4.3.15 设备的环境条件 4.3.15.1 室内设备运行的环境要求如下：工作温度：0 40；相对湿度：10%90%。4.3.15.2 室内设备存储的环境要求如下：贮存温度：-55 70；相对湿度：10%90%。4.3.15.3 室外设备环境应满足 4.4.9 的要求。4.3.15.4 室内和室外设备应能在海拔 3 000 m 的环境条件下正常工作。4.4 天线馈线系统技术要求 4.4.1 天线的极化方式应包括线极化和圆极化，极化方式应通过遥控进行转换，转换时间应小于 10 s。4.4.2 天线增益要求如下：低波束的增益应不小于36 dB；高波束的增益应不小于32 dB。4.4.3 3 dB 水平波束宽度要求如下：低波束应不大于1.250.15；高波束应不大于1.30.15。4.4.4 水平波束副瓣电平要求如下：最大副瓣电平相对主瓣电平应不大于-27 dB（10范围内）；平均副瓣电平相对主瓣电平应不大于-40dB（10180范围内）。4.4.5 天线垂直波束应分为高、低波束，高、低波束均应为锐截止余割平方赋型波束，应保证 040仰角空域的连续覆盖。4.4.6 天线馈线驻波比应不大于 1.5。4.4.7 天线馈线耐功率的峰值功率应不小于 60 kW，平均功率应不小于 5.5 kW。4.4.8 雷达天线俯仰角应能在-3+3范围内调整。4.4.9 雷达天线主体（包括室外设备）应能在以下环境条件下正常工作：环境温度：-55 70；相对湿度：5%100%；降雨：降水量60 mm/h；MH/T 40382013 5 冰雹：直径25 mm，风速18 m/s；冰载：径向厚度1.25 cm；雪载：240 kg/m2；抗风：平均风速小于15 m/s时，正常工作；平均风速小于32 m/s时，不被损坏；盐雾：在海岸区域工作。4.4.10 雷达天线驱动要求如下：天线转速应为 2.5 r/min10 r/min；方位编码最小分辨率应不大于 0.022；应有安全闭锁装置；控制单元、驱动电机和轴角编码器应采用冗余配置，单台电机应能保证对天线正常驱动。4.5 发射机技术要求 4.5.1 发射机总输出功率应满足雷达最大作用距离的要求，工作频段内峰值功率起伏应不大于 1 dB。4.5.2 发射脉冲上升沿应不大于 1.2 s。4.5.3 发射脉冲下降沿应不大于 0.5 s。4.5.4 发射脉冲顶降应不大于 15%。4.5.5 发射工作比应不大于 10%。4.5.6 发射机改善因子应不小于 60 dB。4.5.7 谐波输出应不大于45 dB。4.5.8 带外杂波输出应不大于50 dB。4.5.9 应具备过占空比保护、驻波保护、过压保护、过温保护、停转保护等安全保护功能。4.6 接收机技术要求 4.6.1 接收通道应满足以下要求：具有独立的高、低波束接收通道和气象接收通道；实现任意方位单元、不同距离上的高低波束信号选择；接收机噪声系数不大于 2 dB；接收机线性动态范围不小于 60 dB；STC 控制范围不小于 60 dB，步进 1 dB，全程可控；接收机承受峰值功率不小于 50 mW；接收机带宽与发射信号带宽相匹配；带外干扰抑制能力不小于 40 dB。4.6.2 激励源应满足以下要求：激励源输出功率满足驱动发射机正常工作的要求；信号形式采用宽、窄脉冲组合；发射激励脉冲包络无自激；采用脉冲重复频率参差，使第一盲速不小于 1 000 m/s；激励信号杂散谱抑制不大于-60 dB；谐波抑制不大于-50 dB。4.6.3 频率源应满足以下要求：本振源相位噪声在 1 kHz 处不大于-100 dBc/Hz；变频方式为脉间变频或脉组变频；变频频率点不小于 16 个；频率捷变时间不大于 5 s；MH/T 40382013 6 输出基准时钟信号。4.7 信号处理器技术要求 4.7.1 发射和接收信号时间带宽积大于 100 时，数字脉冲压缩主副瓣比应不小于 35 dB。4.7.2 应采用自适应 MTD，可根据不同的杂波环境选择不同的滤波器组。4.7.3 应能设置 MTD 滤波器系数和各通道门限。4.7.4 应能检测切向飞行的运动目标。4.7.5 应能检测各种杂波背景下的运动目标。4.7.6 应具备杂波图处理功能，杂波图检测门限应可调。4.7.7 应采用恒虚警处理，恒虚警门限应可调。4.7.8 气象通道应有效抑制地物杂波、飞机回波和二次回波。4.7.9 气象轮廓图分辨力应为：方位不大于波束宽度；距离不大于1 km。4.7.10 输出点迹和航迹数据信息中应包含每个点迹或航迹的时标。4.7.11 航迹录取方式应能选择自动和手动录取。4.7.12 应能设置航迹禁止起始区，首点起始区等多种录取区。4.8 监控维护席位技术要求 4.8.1 应具备本地和遥控功能，能按登录权限控制一次监视雷达的开关机、转速、工作频率、极化方式、工作方式等操作，并能设置各分系统的运行参数。4.8.2 应能按总体、分系统、模块三级显示雷达工作状态以及工作参数。4.8.3 应具有故障监视、离线测试控制和维修指导，对严重故障信息，应能给出颜色、声音警报。4.8.4 天线馈线系统监视内容应包括：电机的电流和温度、减速箱的油位和温度、控制器状态等；天线转台油位、油温；闭锁开关状态；天线极化状态；轴角编码器状态；天线转速。4.8.5 发射机监视内容应包括：发射机柜进出风口温度；发射前级状态（输出功率、电流和工作温度）；发射末级状态（输出功率、电流和工作温度）；发射电源状态（电压、电流和工作温度）；发射机输出总功率；发射机输出驻波。4.8.6 接收机监视内容应包括：每个 LRU 状态；接收机噪声电平；接收机稳定性。4.8.7 信号处理器监视内容应包括：每个 LRU 的工作状态；MH/T 40382013 7 脉冲压缩波形；点迹数统计；航迹数统计；软件运行状态。4.8.8 配套设备监视内容应包括：UPS 工作状态；干燥机工作状态；工作环境（温度、湿度、火警、门禁等）。4.8.9 显示器尺寸应不小于 51 cm(20.1 in)。4.8.10 雷达画面显示内容应包括：点迹、航迹及其参数；天线转速；目标信息列表；背景地图和航道；命令菜单；当前工作状态、参数。4.8.11 显示目标容量为每转不小于 900 批，每批目标参数信息应包含航迹点批号、方位、距离、航向、航速、质量等。4.8.12 显示器应能同屏显示目标航迹和一次视频信息；通过操控能选择显示一次、二次、一次加二次信息，其中一次信息可选择为原始视频或动目标视频。4.8.13 应能显示气象轮廓图，且每 6 个天线周期更新一次。4.8.14 应能进行点迹、航迹、雷达状态和操作的记录，连续记录时间应不小于 1 年。_