MHT 4038-2013 空中交通管制L波段一次监视雷达技术要求

ICS33.200M53MH中华人民共和国民用航空行业标准MH/T4038—2013空中交通管制L波段一次监视雷达技术要求LbandprimarysurveillanceradarforATC－Technicalrequirement2013-05-10发布2013-08-01实施中国民用航空局发布MH/T4038—2013I前言本标准按照GB/T1.1－2009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。MHMH/T4038—20131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。GB6364航空无线电导航台站电磁环境要求GB8702电磁辐射防护规定GB10436作业场所微波辐射卫生标准MH/T4003航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范MH4008空管雷达及管制中心设施间协调移交数据规范MH/T4017－2004空中交通管制S波段一次监视雷达设备技术规范MH/T4020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/T4017－2004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swerling1targets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ratioofsidelobetomainlobeindigitalpulsecompression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angularencoder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/T4038—20132下列缩略语适用于本文件。BITE机内测试设备(BuildInTestEquipment)GNSS全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)LRU现场可更换单元（linereplaceableunit）MTD动目标检测（movingtargetdetect）STC灵敏度时间控制(sensitivity-timecontrol)UPS不间断电源（uninterruptiblepowersystem）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4.2.1L波段一次监视雷达站址周围的电磁环境应符合GB6364的要求。4.2.2L波段一次监视雷达站址周围障碍物环境应符合MH/T4003的要求。4.2.3L波段一次监视雷达室内设备的微波泄露辐射应符合GB8702和GB10436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24h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1250MHz～1350MHz。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2m2；——目标的起伏模型为斯威林Ⅰ型目标；——虚警概率(Pf)为10－6；——检测概率(Pd)为0.8；——高度角（θ）为2.5°；——天线转速为5r/min。4.3.2.2最大作用距离应不小于220nmile，最小作用距离应不大于1nmile。4.3.2.3仰角覆盖范围为0°～40°。4.3.2.4最大探测高度应不小于18000m。4.3.3距离参数4.3.3.1距离分辨力应不大于750m。MHMH/T4038—201334.3.3.2距离精度的均方根值应不大于120m。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48dB。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5r/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MH4008的要求；对于使用MH4008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380V38V、50Hz2.5Hz的供电条件下正常工作。雷达总功耗应不大于50kW。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/T4020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1000h；雷达系统致命性故障间的任务时间（MTBCF）应不小于30000h；故障平均维修时间（MTTR）应不大于0.5h。MH/T4038—201344.3.13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%。4.3.13.490%以上的故障应自动定位到单个LRU。4.3.13.595%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3000m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10s。4.4.2天线增益要求如下：——低波束的增益应不小于36dB；——高波束的增益应不小于32dB。4.4.33dB水平波束宽度要求如下：——低波束应不大于1.25°0.15°；——高波束应不大于1.3°0.15°。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-27dB（±10°范围内）；——平均副瓣电平相对主瓣电平应不大于-40dB（±10°～±180°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0°～40°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60kW，平均功率应不小于5.5kW。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60mm/h；MHMH/T4038—20135——冰雹：直径25mm，风速18m/s；——冰载：径向厚度1.25cm；——雪载：240kg/m2；——抗风：平均风速小于15m/s时，正常工作；平均风速小于32m/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2.5r/min～10r/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1dB。4.5.2发射脉冲上升沿应不大于1.2μs。4.5.3发射脉冲下降沿应不大于0.5μs。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60dB。4.5.7谐波输出应不大于－45dB。4.5.8带外杂波输出应不大于－50dB。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2dB；——接收机线性动态范围不小于60dB；——STC控制范围不小于60dB，步进1dB，全程可控；——接收机承受峰值功率不小于50mW；——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40dB。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1000m/s；——激励信号杂散谱抑制不大于-60dB；谐波抑制不大于-50dB。4.6.3频率源应满足以下要求：——本振源相位噪声在1kHz处不大于-100dBc/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/T4038—20136——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35dB。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1km。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：—