GB 31223-2014 气象探测环境保护规范 天气雷达站

ICS07.060

A47

中华人民共和国国家标准

—

GB312232014

气象探测环境保护规范天气雷达站

Secificationsformeteoroloicalobservinenvironsrotection—

pggp

Weatherradarstation

2014-09-30发布2015-01-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

—

GB312232014

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4保护范围…………………2

5保护要求…………………2

6测量方法…………………4

()…………

附录A规范性附录天气雷达天线电磁辐射场区计算方法5

()………………

附录B规范性附录天气雷达探测净空保护计算方法7

()…………………

附录C规范性附录障碍物遮挡角容限值计算方法11

()

附录D资料性附录天气雷达站对各种干扰源干扰电压容限值计算方法和最小防护间距的

计算示例…………13

()…………

附录E规范性附录障碍物海拔高度及限制海拔高度与限制方位宽度测量和计算方法15

参考文献……………………19

—

GB312232014

前言

本标准全部技术内容为强制性。

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本标准由中国气象局提出。

(/)。

本标准由全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会SACTC507归口

:、、、。

本标准起草单位中国气象局气象探测中心福建省气象局贵州省气象局辽宁省气象局

:、、、、、、、、、。

本标准主要起草人陈大任高玉春李麟张沪生吴太旺柴秀梅程飞李喆郭锐陈玉宝

Ⅰ

—

GB312232014

引言

、、、、,、

天气雷达是监测台风暴雨冰雹龙卷下击暴流等灾害性天气系统为防灾减灾保护人民生命财

、。,

产安全短期临近预报预警提供科学决策依据的重要遥感探测设备为保护天气雷达站的探测环境充

,。

分发挥天气雷达的使用效能特制定本标准

Ⅱ

—

GB312232014

气象探测环境保护规范天气雷达站

1范围

本标准规定了天气雷达站探测环境保护的范围和要求。

本标准适用于天气雷达站探测环境保护活动。

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

—、()(:

工业科学和医疗射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法

GB48242004ISMCISPR11

,)

2003IDT

—对空情报雷达站电磁环境防护要求

GB136181992

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

天气雷达站weatherradarstation

由天气雷达和满足设备运行环境要求的设施及其空间构成。

:、、、,

注天气雷达是基于云雾雨雪等粒子对电磁波的散射和产生多普勒效应等原理探测降水回波强度与多普勒速

,。

度的空间分布和演变并以此警戒跟踪降水天气系统的雷达

3.2

波束宽度beamwidth

天线方向图中最大辐射方向两个半功率点之间的夹角。

3.3

障碍物obstacle

对雷达所发射和接收的高频电磁波产生遮蔽和影响的物体。

3.4

孤立障碍物isolatedobstacle

与相邻障碍物的横向间距大于个波束宽度且遮挡方位角不大于容限值的障碍物。

2

3.5

遮挡仰角blockelevationanle

g

,

从雷达最低工作仰角开始抬升波束直至其下边沿离开障碍物时的角度即从存在遮挡至遮挡影响

消失时波束下边沿的抬升角度。

3.6

遮挡方位角blockazimuthanle

g

,(),

障碍物对雷达波束形成遮挡雷达波束边沿-3dB进入障碍物区域时所处方位与雷达波束边沿

(-3dB)退出障碍物区域时所处方位之间的夹角。

1

—

GB312232014

3.7

总遮挡方位角totalblockanleinazimuth

g

所有遮挡方位角的总和。

3.8

障碍物限制海拔高度restrictedaltitudeforobstacle

根据允许的最大遮挡仰角计算得到的障碍物最高点所处海拔高度。

3.9

障碍物限制方位宽度restrictedazimuthwidthforobstacle

根据允许的最大遮挡方位角计算得到的障碍物宽度。

3.10

净空clearance

,。

天气雷达按照业务模式在最低仰角工作时天线主波束不受到遮挡的探测环境

4保护范围

4.1总则

,。在天

天气雷达站探测环境保护范围由一级保护区和二级保护区构成范围图示及说明见附录A

。、

气雷达站周边不应有对雷达正常工作产生影响的其他干扰对于电磁干扰的防护范围不限于一级二

级保护区。

4.2一级保护区

“

天气雷达的辐射近场区范围内高于和低于雷达天线口上下沿个雷达波长的平行线与过渡区边

10

”。

缘构成的区域

4.3二级保护区

,。

以天气雷达为中心从一级保护区的外沿至距离雷达20km的环形区域

5保护要求

5.1总则

5.1.1障碍物对天气雷达造成的回波强度损失不应大于1dB。

5.1.2不可避免的有源干扰造成的雷达接收机灵敏度损失不应大于1dB。

5.2一级保护区

5.2.1不应有对天气雷达探测造成遮挡的障碍物。

(),。

对应的限制海拔高度h按式计算图示及说明见

5.2.221B.1

2//(/)

h10λ0dD2λ10λtan180λπD

1-<≤+

……()

h=1

2

{22

/(/)//(/)/

hD2dtan180λπDD2λ10λtan180λπDd2Dλ

1+-×+<≤

式中:

———,();

h雷达天线在水平扫描时物体最高点的限制海拔高度单位为米m

2

———,();

h1雷达天线口下沿点的海拔高度单位为米m

———,();

λ雷达工作波长单位为米m

2

—

GB312232014

———,();

d雷达天线口下沿点到物体最高点的水平距离单位为米m

———,()。

D雷达天线直径单位为米m

5.3二级保护区

5.3.1孤立障碍物遮挡仰角限制

,,。

雷达工作在最低仰角时孤立障碍物遮挡仰角容限值见表C.1计算方法见附录C

5.3.2障碍物遮挡方位角限制

,,。

雷达工作在最低仰角时孤立障碍物遮挡方位角容限值见表C.1计算方法见附录C

周边所有障碍物的总遮挡方位角不大于。

5°

5.3.3高度限制

(),。

障碍物限制海拔高度按式计算示意图及说明见

2B.2.1

(/)[(/)](/),2/……()

hhD2cosdD2sintanθ2d2Dλ2

=+×++××-+>

31φφφβ

式中:

———,();

h遮挡仰角容限值对应障碍物最高点的限制海拔高度单位为米m

3β

———,();

d雷达天线口下沿点到障碍物最高点的水平距离单位为米m

———,();

β障碍物最高点对应的遮挡仰角容限值单位为度°

———业务模式,();

φ中雷达最低工作仰角单位为度°

———,();

θ雷达天线波束宽度单位为度°

,———同式()。

hD1

1

5.3.4方位宽度限制

(),。

孤立障碍物限制方位宽度按式计算图示及说明见

3B.2.2

(/)…………()

b2dtanΨ23

=××

1

式中:

———,();

b遮挡雷达波束的孤立障碍物的限制方位宽度单位为米m

———()

d1障碍物上任意点所对应的该障碍物遮挡方位角以雷达天线为圆心的圆心角在该点的弦

,();

到雷达天线中心的距离单位为米m

———,()。

Ψ障碍物的遮挡方位角容限值单位为度°

5.4电磁干扰限制

,

天气雷达站周边其他电子设备在雷达工作频点及所占频谱范围内的干扰电压的容限值应满足

表的规定。

1

表1干扰电压的容限值

频率范围/GHz2.7~3.05.3~5.79.3~9.7

干扰电压容限值/μV0.400.430.44

注:频段的干扰电压容限值引自—;、频

2.7GHz~3.0GHzGB1361819925.3GHz~5.7GHz9.3GHz~9.7GHz

段的干扰电压容限值计算方法参见D.1。

3

—

GB312232014

5.5最小防护间距

天气雷达站与典型的干扰源的最小防护间距应满足表中的规定。

2

表2最小防护间距容限值

最小防护间距

干扰源km

2.7GHz~3.0GHz5.3GHz~5.7GHz9.3GHz~9.7GHz

500kV1.000.300.10

高压架空输电线路220kV~330kV0.800.240.08

110kV0.700.210.07

500kV1.200.360.12

高压变电站220kV~330kV0.800.240.08

110kV0.700.210.07

电气化铁路电力机车0.700.340.18

非电气化铁路0.500.240.13

、

高速一级0.700.420.26

汽车公路

二级0.700.420.26

高频热合机1.200.560.27

注:频段的最小防护间距的容限值引自—;、

2.7GHz~3.0GHzGB1361819925.3GHz~5.7GHz9.3GHz~

9.7GHz频段的最小防护间距的容限值计算示例参见D.2。

6测量方法

6.1障碍物测量和计算方法

6.1.1测量设备

,。

角度测量精度应不大于全站仪的距离测量精度应不大于

2″1.5mm

6.1.2障碍物测量与计算方法

、。

障碍物的海拔高度限制海拔高度和限制方位宽度按照附录中的方法测量和计算

E

6.2电磁干扰测量

6.2.1测量设备

进行干扰测量所用设备应符合—中的要求。

GB482420046.2

6.2.2测量程序

按照—中的要求进行。

GB482420048.4

4

—

GB312232014

附录

A

()

规范性附录

天气雷达天线电磁辐射场区计算方法

,,

A.1天气雷达天线周围的电磁辐射场区划分为辐射近场区和辐射远场区如图A.1所示图A.2为俯

视示意图。

说明:

———阴影部分为一级保护区,2/;

10<d≤2Dλ

2

平行波束区,2/;

dD2λ

0<≤

1

h=10λ;

高于和低于雷达天线口上下沿个雷达波长平行线的延长线,2/2//(/);

10Dλ<dDλ+10λtan180λπD

24≤2

2

———阴影外至处为二级保护区,/;

220km2Dλ<d3≤20km

———“”(“”)。

3波束上边缘对应过渡区的边缘

图A.1电磁辐射场区及保护区示意图

说明:

2

———一级保护区,/;

10<≤2

dDλ

1

2

———二级保护区,/≤20km。

22Dλ<d2

图A.2电磁辐射场区及保护区俯视示意图

5

—

GB312232014

,():

A.2对于孔径天线辐射近场区范围按式A.1计算

02/……………()

<d2DλA.1

≤

式中:

———,();

d观察点到天线的距离单位为米m

———,();

D雷达天线直径单位为米m

———,()。

λ雷达工作波长单位为米m

222

其中/为平行波束区,//为过渡区。

0<d≤DλDλ<d≤2Dλ

22

,():

A.3对于孔径天线辐射远场区范围按式A.2计算

2/……………()

dDλA.2

>2

式中:

———,();

d观察点到天线的距离单位为米m

———,();

D雷达天线直径单位为米m

———,()。

λ雷达工作波长单位为米m

6

—