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图3—4 理想的雷达波束
多扫描对理想雷达波的仿效
多扫描雷达通过获取来自不同扫描角度的信息并将其合并进整个气象图中来仿效出理想的雷达波束。Rockwell Collions的专利—地面杂波抑制算法被用来消除地面杂波，这使得飞行机组人员能看到0—320海里范围内所有的重要气象目标，而不受地面杂波的干扰（图3—5）。
图3—5 多扫描雷达对理想波束的模拟
多扫描雷达的工作程序
图3—6显示多扫描雷达的工作程序。两个不同扫描角度的扫描数据被采集，并对飞机前方不同区域的回波信息进行优化。一般来说，多扫描气象雷达通过自动调整波束的扫描角度和增益，上部扫描波束探测的是中间区域的气象信息，而下部波束探测的是较近和较远距离的气象信息（图3—7）。这些信息被存在一个临时的数据库中，当机长或副驾驶选择了一个距离，计算机就回取出相应部分的数据信息，并对其进行合并和杂波抑制。这样没，不管机组选择了哪个距离，都能得到最优的气象图。
图3—6 多扫描雷达工作程序
图3—7 多扫描雷达上下波束的扫描
更新速度
除风切变模式外，多扫描气象雷达在其它所以模式下完整的进行一次数据处理的总时间是8秒，而在风切变模式下，多扫描和风切变总的处理周期为11.2秒。因此，在一个数据处理周期内，所观察到的天气情况不会发生明显的改变，改变的只是天气和飞机的相对位置关系。为此，多扫描气象雷达通过调整（图3—8）和旋转（图3—9）所存储的数据图片来补偿飞机的运动。
这样，Collions多扫描气象雷达在除风切变以外的所以工作模式下每4秒对雷达显示进行一次更新，而在风切变模式下的更新速度为5.5秒。这种工作方式的一个值得注意的地方在于雷达天线的扫描不再与显示器的扫描相关联，这使得它可以在不妨碍对飞行员进行气象显示的情况下，让天线自由地完成多扫描功能。
图3—8 多扫描雷达对飞机运动进行的图像更新
图3—9 多扫描雷达对航向改变进行的图像更新
自动增益
多扫描气象雷达工作在自动模式时，它能根据大气温度曲线使用不同的增益，以此来对不同时间，地理位置，海拔高度的影响进行补偿，从而在所有飞行阶段都能得到最优化的气象目标回波图。增益的调整适应了飞机的飞行环境，并在多数情况下提供了最优化的气象图。
总结
因为多扫描气象雷达通过角度的设置对飞机前方的气象目标进行探测，并能在有地面杂波的扫描角度所得的回波信息中筛选出重要的气象信息，所以它能基本无杂波的显示0—320海里范围内对飞机有影响的所有气象信息（图3—10）。而且它的整个工作过程是全自动的，这使得飞行员只需关注对恶劣天气的躲避，而不用操心气象目标的探测和分析。
多扫描气象雷达用产生大量地面杂波的扫描角度来探测雷雨的反射部分，图3—10显示在地面杂波抑制关闭状态下的雷达图，气象目标都被大量的地面杂波所遮蔽了。
图3—10 多扫描雷达在地面杂波抑制（GCS）功能关闭时的显示
图3—11演示的是在地面杂波抑制功能起作用时的雷达图（从0到160海里范围）。完全无地面杂波的干扰，只有那些重要的气象目标是可见的。值得注意的是雷达的扫描角度不在需要在减小地面回波的角度和能观察到最好气象目标回波的角度中折衷了。
图3—11多扫描雷达在地面杂波抑制（GCS）功能打开时的显示
多扫描气象雷达的控制面板
空客的多扫描气象雷达的控制面板是一个双系统、单功能的控制面板。“双系统”是由于雷达系统可能包含有一套或两套发射/接收机，这是由飞机的构型决定的。“单功能”意味着在模式、增益及扫描角度设置方面，机长和副驾驶都是相同的。
图4—1 空客飞机的双系统、单功能的控制面板
显示指示
空客的显示指示
自动工作是空客飞机的标准工作模式，因此，当自动多扫描功能被选择后，EFIS上是没有指示的。在人工模式下，MAN将在EFIS上显示在扫描俯仰角度代码的旁边。
图4—5上面一幅图显示在自动模式下工作的状态。因为负1.5度俯仰角代码前没有指示。MAN GAIN的显示是由于它的增益是某个位置的增益，而不是CAL（经过校准的）增益。下面那幅图显示在人工模式下工作的状态，因为MAN显示在正2度俯仰角度代码的前方。CAL（经过校准的）增益被选择了，因为MAN GAIN指示没有出现。
注意：
当气象雷达在AUTO（自动）模式出现故障时，显示扫描俯仰角度的区域会显示A-15、A-15.5或者A-16的指示，并伴随有相应的故障信息显示（如：WXR SYS 或 AUTOTILT FAIL）。将雷达转换到MAN（人工）模式并按照雷达的标准操作程序进行操作。
图4—5 空客自动和人工工作模式指示
如果自动功能故障，（气象情况）在机组人员来取消自动功能以前，将无气象情况显示，并有NO AUTOTILT显示（图4—6）。
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本文链接地址：Rockwell Collions WXR-2100 型多扫描气象雷达(2)
