机场激光测云雷达结构设计

赵斌

(江苏无线电厂有限公司，江苏 南京210022)

    为保障飞行安全，做到24h不间断地提供云底的高度，设计了机场激光测云雷达。该雷达通过发射接收激光回波，分析识别测量出云底高。通过主机箱外型的确定，设备防水密封方法的确立，光学玻璃的安装，并考虑到主机箱对固定式和旋转式结构形式的兼顾性，完成了机场激光测云雷达的结构设计。该设备既提高了气象观测的工作效率，也方便人员的使用和维护。

    激光测云底高是我国在气象探测技术方面的新技术，可以在野外无人值守的状态下连续工作，24h不间断地提供云底高度数据，既能保证人眼安全，又有较强的探测力。传统的云底高测量方法是靠人工放气球、云雾灯等手段获得具体数值，而激光测云雷达具有较大的技术优势，不仅降低了工作强度，还提高了工作效率。在查阅了各方面的技术资料后，对国外相关设备进行了技术解剖，充分了解了激光测云的特性。在此基础上从结构、硬件、软件等多方面进行了总体方案设计。

1设备组成及主要功能

    机场激光测云雷达主要由两大部分组成：室内设备和室外设备。

室内设备主要由计算机（数据处理、软件设计）、UPS电源（保证电源供应、稳定的电压）、调制解调器（数据接收）等3部分组成。以上设备都由专业的生产厂家提供，为成熟的配套产品，通过外购解决。

    室外设备有两种使用方式，所以采用两种结构形式：（1）固定式，只检测固定位置、固定方向的云底高，由主机箱和立柱体组成。（2）旋转式，可以检测不同方向、不同位置的云底高，由主机箱和调角机构（可俯仰调角和水平360°旋转）组成。

室外设备的硬件主要由光学模块（包括激光发射驱动电路、接收放大电路、光学窗口污染监测电路,可以实时采集设备上空的云底高度，最高7 000m，最多可以测量4层云底高）、调制解调器板（数据发送）、控制主板（数据采集/处理）、摄像头（旋转式）和电源模块等组成。室外设备的结构件主要有主机箱（旋转式加摄像头罩）、立柱体（固定式）、调角机构（旋转式）等。

2主机箱的设计

2.1防水密封

    机场激光测云雷达的主要部分在露天使用，决定了激光发射和接收部分、前台处理部分都将面临防水密封问题。因为激光发射要透过光学玻璃镜片，所以机箱要求既不能渗水也不能透气。因为湿气进入机箱，在阳光照射下，将在光学玻璃上结露，影响设备的正常运行，即使少量结露也会影响到设备测量的准确性。以上原因决定了激光测云雷达主机箱的密封性是结构设计的重点。

    综合考虑各种因素，选用铝板焊接成型的方法制造箱体。箱盖增加导流防水槽，箱体、箱盖同时加工凹槽，装双层密封条，箱体加工导流缓冲槽。由于主机箱箱体上部成70°斜面的原因，造成淋雨时局部水流对机箱密封条的大力冲击，长时间大暴雨的话会有细小渗透，而设置缓冲槽能有效减小水流，减轻水流对密封条的冲击。密封条用邵氏硬度为18HA～20HA的发泡硅胶定制加工制造，以保证密封条的变型量，很好地解决了防水密封问题。

箱盖采用两把德国生产的不锈钢方型锁锁紧......

作者简介：赵斌（1960—），男，黑龙江牡丹江人，江苏无线电厂有限公司工程师，主要研究方向为结构设计。
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