距离分别为： 4/T
[0048]⑴当 ￡/># 时，
[0055] r_= 0 (12)[0056] rnax=°〇 (13)[0057] 使观测航路在影响区外的条件为：
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054]
[0058]
[0059]或
[0065] 当二次雷达L位于图3中的A区时，式（16)无法成立，式（17)第2式左侧为关于 d的减函数，也为关于h的减函数，因此取h为航路允许的最低高度相对于二次雷达L的高 度，并由式（17)第2式取等号，即：
[0066]
[0067] 可解得刚好使航路在影响区外的d_。
[0068] 当二次雷达L位于图3中的B区时，式（17)无法成立，式（16)第2式左侧关于d 先增后减，将式（16)第2式取等号，BP:
[0069]
[0070] 关于d若有两个解，则这两个解为二次雷达L到风轮机F允许的最小和最大距离 d_、d_，否则，当c/ = 时若式（19)左侧大于0,则式（16)在二次雷达L位于B区时恒成 立，当沒=时若式（19)左侧不大于0,则式（16)在二次雷达位于B区时恒不成立。上述 中的h同样取航路允许的最低高度相对于二次雷达L的高度计算。
[0071] 综上，允许的二次雷达L到风轮机F的距离为，当二次雷达L位于图3中的A区时， 最小允许距离为式（9)与式（18)解得的较小值；当二次雷达L位于B区时，若式（19)有2 个解，则允许距离为式（9)确定的(1_和式（19)确定的(1_、(1_的并集；否则，当3 = #时 若式（19)左侧大于0,则B区都可以；当3-·^时若式（19)左侧不大于0,则B区中允许 的最小距离为由式（9)求得的d_。
[0072] 2、计算不影响二次雷达询问信号产生应答概率下降的允许距离。
[0073] 产生该影响的条件为：
[0074] 路程差条件（时延条件）：
[0075] Lthl<Drw+Dwa-D ra<Lth2 (20)
[0076] 二次雷达P1和P2脉冲的间隔为2μs±0. 15μs，每个脉冲的宽度为 0. 8μs±0. 1μs，故时延上下界的阈值分别对应 0. 95μs(2μs-0. 15μs-0. 8μs-0. 1μs) 和 3· 05μs(2μs+0. 15μs+0. 8μs+0. 1μs)，式（20)中的Lthl和Lth2分别为对应上述两个 时延阈值的路程差。
[0077] 与前述类似，由下式
[0078]
(21)
[0079] 取h为航路允许的最高高度相对于二次雷达L的高度，可得允许的最大距离d_， 该式若无解则最大距离为无穷大。由下式
[0080]
(22)
[0081] 取h为航路允许的最低高度相对于二次雷达L的高度，可得允许的最小距离d_。
[0082] 然后取式（21)和式（22)结果的并集。
[0083] 3、计算不影响二次雷达产生虚假目标的允许距离。
[0084] 该影响只有当航路位于二次雷达L和风轮机F之间时会产生，即只有当二次雷达 L位于图3中的B区时会产生，产生该影响的条件为：
[0085] 路程差条件（时延条件）：
[0086] Drw+Dwa_Dra>L'th (23)
[0087] 询问信号强度条件：
[0088]
(24)
[0089] 式（23)中，L' &为询问旁瓣抑制技术抑制应答的时间35μs对应的路程差 10. 5km。式（24)中，Pt为二次雷达L的发射功率，G"、Gwa分别为雷达发射天线和机载接收 天线在风轮机方向上的增益，λ为询问信号波长1030MHz，Praf为风轮机散射的询问信号强 度，Pth为二次雷达应答机的接收机灵敏度，通常取_77dBm，其它符号的含义与前述相同。
[0090] 类似的，由下式
[0091]
(25)
[0092] 取h为航路允许的最高高度相对于二次雷达L的高度，可得允许的最大距离d_。
[0093] 式（24)为左侧关于d和r的减函数，由式（24)可得使观测航路在影响区外的条 件为：
[0094]
[0095]
[0096]
[0097] 取h为航路允许的最低高度相对于二次雷达L的高度，可解得允许的最小距离 dmin°
[0098]再取由式（25)和（27)算得结果的并集即为不产生虚假目标所允许的二次雷达L 到风轮机的距离。
[0099] 最后，取上述三方面计算结果的交集，即为该方向上允许的二次雷达L到风轮机F 的距离；
[0100] 步骤三：重复步骤二，计算待分析风轮机F所有方向上不影响二次雷达L观测性能 时所允许的二次雷达L到风轮机F的距离；工程上可取较大的角度间隔，例如取角度间隔为 5度、10度或20度，并将计算得到的结果制表，由此得到对于该台风轮机F不宜设置二次雷 达L的位置范围。
[0101] 步骤四：重复步骤二和步骤三，计算出对应于所有风轮机的不宜设置二次雷达L 的位置范围并绘图；
[0102] 步骤五：在上述分析得到的不宜设置二次雷达L的位置范围外选址，例如在不宜 建设二次雷达L位置范围外的山脊线上选址。
【主权项】
1. 一种风电场附近航路二次雷达选址方法，其特征在于：所述的风电场附近航路二次 雷达选址方法包括按顺序进行的下列步骤： 步骤一：首先选取待分析风电场中任意一台风轮机进行分析，建立一个以二次雷达拟 监视航路的航路中心线为y轴，并使待分析风轮机位于X轴正半轴上的直角坐标系； 步骤二：以上述待分析风轮机为中心，沿某一特定的方向，从以下三个方面计算待分析 风轮机不影响二次雷达观测性能时所允许的二次雷达到风轮机的距离：不影响二次雷达应 答机发出的应答信号时所允许的二次雷达到风轮机的距离、不影响二次雷达询问信号产生 应答概率下降的允许距离以及不影响二次雷达产生虚假目标的允许距离； 步骤三：重复步骤二，计算待分析风轮机所有方向上不影响二次雷达观测性能时所允 许的二次雷达到风轮机的距离； 步骤四：重复步骤二和步骤三，计算出对应于所有风轮机的不宜设置二次雷达的位置 范围并绘图； 步骤五：在上述分析得到的不宜设置二次雷达的位置范围外选址。2. 根据权利要求1所述的风电场附近航路二次雷达选址方法，其特征在于：在步骤二 中，所述的计算待分析风轮机不影响二次雷达应答信号时所允许的二次雷达到风轮机的 距离的方法为：对于机载二次雷达应答机发出的应答信号，根据风轮机散射多径信号与直 达信号时延不小于应答信号时间长度，计算不影响雷达性能的雷达到风轮机的距离区间 [山，d2]，根据风轮机散射多径信号与直达信号的信干比不小于指定阈值，计算不影响二次 雷达性能的二次雷达到风轮机的距离区间[d3,d4]，取两距离区间的并集为不影响二次雷达 应答信号时所允许的二次雷达到风轮机的距离区间。3. 根据权利要求1所述的风电场附近航路二次雷达选址方法，其特征在于：在步骤二 中，所述的计算待分析风轮机不影响二次雷达询问信号产生应答概率下降的允许距离的方 法为：对于二次雷达发出的询问信号，根据风轮机散射多径信号与直达信号时延不使多径 信号的P1脉冲和直达信号的P2脉冲重叠，计算不影响二次雷达询问信号时所允许的二次 雷达到风轮机的距离区间。4. 根据权利要求1所述的风电场附近航路二次雷达选址方法，其特征在于：在步骤二 中，所述的不影响二次雷达产生虚假目标的允许距离的方法为：对于二次雷达发出的询问 信号，根据风轮机散射多径信号与直达信号时延不大于询问旁瓣抑制技术抑制应答的时间 长度，计算不影响二次雷达性能的二次雷达到风轮机的距离区间[山，d2]，根据风轮机散射 的询问信号的强度不大于机载二次雷达应答机的灵敏度，计算不影响二次雷达性能的二次 雷达到风轮机的距离区间[d3,d4]，取两距离区间的并集为不影响二次雷达产生虚假目标时 所允许的二次雷达到风轮机的距离区间。
【专利摘要】一种风电场附近航路二次雷达选址方法。其包括：选取风电场中任意一台风轮机进行分析，以该台风轮机为中心，在一个特定的方向，根据风电场对二次雷达可能产生的各种影响计算不影响航路二次雷达对航路的观测性能时，所允许的航路二次雷达到该台风轮机的距离。计算所有方向的结果并制表，得到对于该台风轮机不宜建设雷达的位置范围。类似的计算对应于所有风轮机的不宜建设雷达的位置范围。最后在不宜建设的位置范围外的山脊等位置选址即可。本发明细致分析了风电场可能对二次雷达产生的各种影响，计算得到允许的选址范围。该方法对于降低二次雷达选址要求，有效避免风电场对二次雷达的干扰，保障民航飞行安全具有重要意义。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105373699
【申请号】CN201510705599
【发明人】王晓亮, 马晨曦, 何炜琨, 吴仁彪
【申请人】中国民航大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月27日