氣象雷達的案例
法國大合集團推出新型TBM 940飛機
圖中左側機翼外段前緣吊艙中安裝的應該是氣象雷達（TBM之前的型號基本都有安裝。根據《世界飛機手冊》記載，TBM 700飛機安裝的氣象雷達型號是霍尼韋爾國際公司的RDR-2000）。
TBM 940的一個關鍵特性是自動油門，這是有史以來第一次安裝在重量不到12500磅(5.7噸)的渦輪螺旋槳飛機上。這款單動力桿自動油門與自動駕駛儀完全集成，從爬升段到著陸進場，可根據預設的飛行剖面自動調整飛機的速度。除了減少飛行員的工作量之外，自動油門還可以使TBM 940在加普·惠PT6A-66D渦輪螺旋槳發動機許可的動力系統邊界運行，從而提供動力裝置的最佳性能和效率。發動機參數顯示也通過直觀的單一智能儀表進行簡化。
TBM 940還引入了自動化除冰系統，這是TBM飛機類別的另一個第一。當系統檢測到飛機結冰或積冰，而飛行員沒有采取行動時，該系統會自動啟動以對機身、風擋玻璃、螺旋槳及發動機的粒子分離器進行除冰。航空電子設備會顯示一條琥珀色CAS(乘員警報系統)消息，提示飛行員清除自動激活并恢復手動控制模式。
自動除冰保護和自動油門完全符合大合集團的“e-copilot（智能副駕駛）”戰略，該戰略致力于提高TBM產品線運營安全性。
TBM 940的駕駛艙，大合集團采用了符合人體工程學和風格的升級，包括重新設計座椅，客艙側壁的額外隔熱材料，帶側面存儲的新中央貨架，右后座椅面板上的額外115V電源插座以及USB端口（將乘客的USB端口總數增加到6個，飛行員的增加到3個）。
TBM 940保留了和大合集團已成功的TBM 900系列相同的航程和飛行品質，到目前為止，該產品系列已交付超過267架飛機（大合集團全系列渦輪螺旋槳飛機已經交付900多架）。
展開 日本大阪公立大學等聯合研發出具有極高散熱特性的氮化鎵晶體管
今后，制造出大尺寸的基于金剛石基底的氮化鎵晶體管后，其用途有望擴展至5G通信基站、氣象雷達、衛星通信等諸多高功率、高電力的應用領域。
研發基金支援信息
本次研究得到了以下組織機構的支援：
日本國立研究開發法人·新能源·產業技術綜合研發機構（NEDO）的資助項目（JPN20004）
日本東北大學金屬材料研究所附屬·量子能源材料科學國際研究中心合作利用研究（202112-IRKMA-0016）
日本文部科學省納米科技平臺（JPMXP09A21KT0006）
程哲 (Zhe Cheng)
程哲于2023年3月加入北京大學集成電路學院，擔任研究員、博導、助理教授，兼職北大納光電子中心。主要研究方向為電子器件的熱管理（特別是三維集成和芯粒）、熱測量、熱學電學協同設計。程哲于2019年12月博士畢業于Georgia Tech，師從Prof. Samuel Graham (現為馬里蘭大學工學院院長)；2020年1月至2022年12月在UIUC進行博士后訓練，合作導師為Prof. David Cahill (美國人文與科學院院士)；2019年在日本名古屋大學做特別研究學生，師從天野浩教授（諾貝爾物理獎得主）。
展開 【5/27更新】飛機的「鼻子」里有什么？
民用飛機機頭前端尖尖的部位，
飛友們形象地喊它飛機的「鼻子」，
其實它的學名是飛機「雷達罩」。
（圖源：Instagram @airbus）
「鼻子」擁有防雷擊系統，
和防靜電及雨蝕系統。
那么如此重要的雷達罩是怎樣制成的呢？
雷達罩采用蜂窩夾層結構，
前段部分使用柔性蜂窩材料，
與機身連接區域采用層合板結構，強度相對較大。
里外蒙皮通常采用E玻璃或環氧樹脂的復合材料，
平時更換雷達罩時
只需要四個人就能進行拆換作業，
兩個人就可以抬起雷達罩進行局部檢查。
為了防止雷電對雷達罩的損壞，
在雷達罩上對稱地安裝8根實心式防雷擊條，
從而使防雷擊條與防靜電涂層，
結合雷達罩與機身連接的搭鐵線，
形成完整的防靜電體系，
這些防雷擊條也是平時維護飛機時的重要檢查項目。
雷達罩如此強大的功能，
只為在不影響探測性能的前提下，
保護罩內的雷達系統，
并維持整機的氣動外形。
（圖源：Instagram @airbus）
「鼻子」里的是雷達天線，
是可以發射和接收雷達波的重要器件。
它的主要功能包括，
探測飛機前方天氣、
向飛行員進行近地警示、
提供理想的下降路徑等等。
具體而言，
氣象雷達可以通過，
測量空氣中小液滴的大小，
來探測前方天氣惡劣與否。
飛行員以此來規避亂流與降水，
讓旅客擁有平穩舒適的飛行體驗。
（圖源：Instagram @airbus）
近地警告系統在飛機
過于接近地面，
或過于靠近某個物體時，
向飛行員及時示警。
展開 互聯飛行將引發駕駛艙革命
要是單靠機載氣象雷達，是很難做出這種判斷的。
比如每架飛機能探測到320海里之內天氣情況，但是也僅限于以這架飛機自身為中心的320海里范圍之內。而對于互聯飛機而言，前面的飛機可以將它所探測到的數據傳遞給后面，幫助后面的飛機規劃航路，這就等于大大拓展了每架飛機的可探測區域。
另外一點是可以獲取地面和衛星傳遞來的氣象信息，比如風向、風速等等。假如在11000英尺的高空逆風強烈，但到了12000英尺就沒有風。衛星探測到這一情況后傳遞給飛機，機組可以做出判斷，去規劃更加經濟和舒適的飛行高度。
結合大數據分析，互聯技術還能帶來更多的利益。比如根據整個航路上的天氣狀況計算出精確的攜帶燃油量；還可以對飛機的維護需求做出預測。每架飛機，即使與同型號的飛機，在維護級別上也有差異。
以京滬航線為例，我們可以分析統一機型在這條航線上的總體表現，再對比每架飛機的個體數據，來預測未來每架飛機的運行狀況，如果判斷需要維護，那就盡早維護，避免積累到一定程度必須大型維護所造成的損失。未來，Ka頻段衛星通訊將是航空公司首選。
來源：網易航空
展開 
飛機是如何對抗雷擊的？
其次，在氣象雷達的幫助下，飛機不會主動接近雷區。FAA規定：飛機只能在雷云附近飛行，不能飛在雷云上部或者下部；不能在暴風雨中心20英里內飛行。
同時，設計師在使用新材料前，會對所有可能事故進行模擬測試，試飛員會故意飛入雷云中以測試新材料的強度。事實上，雷云中極端亂流對飛機的影響遠遠大于雷擊。
某種程度上，雷擊效應與電流十分相似。通常會從飛機的某一點進入，從另一點離開。這時，雷電會選擇電阻最小的路徑，所以，并不是飛機上的所有部件都會遭受這個效應。純鋁制成的飛機就像一個“法拉第籠”，保護著飛機內部的人員和設備。復合材料制成的飛機或者部件，內部有一個類似銅箔制成的夾層，也能達到類似的效果。當外部電磁場作用于籠子時，金屬中的自由電子會發生移動，以抵消試圖進入籠子中的輻射。
對抗雷擊不能僅依靠外部，內部設計同樣很重要。與外部相似，內部電纜同樣覆蓋著銅質夾層。NGS系統會將惰性氣體引入油箱，防止油箱意外爆炸。在冗余設計思想指導下的飛機，所有重要設備都有一個“備胎”，即使，雷擊造成了某一設備的損壞，飛機依舊可以安全飛行。落地后，維護人員會立馬對飛機進行檢查，以判斷是否可以完成下次飛行。
就這樣，飛機形成了一套立體的雷擊防護系統。
編審：武 晨
監制：王 蘭
看航空融媒體工作室出品
點擊卡片即可獲取全文
飛機剎車難，難不倒航空人！
展開 航空航天仿真設計案例分享
比如，可以使用計算流體動力學 (CFD) 求解器對飛行中雷達罩上的氣壓場進行仿真。然后，將壓力映射到模型上，由此可以準確預測空氣動力載荷下的雷達罩結構響應。
天線設計和布局：飛機上安裝了越來越多的機載無線電設備。通常，一架飛機會配備數十個系統（氣象雷達、通信和導航系統、監視和空中交通管制設備），這些天線需要在不同頻段上工作。天線性能會受其安裝結構的影響。能夠優化天線設計和天線布局，實現系統集成。
電磁兼容：電磁兼容 (EMC) 解決方案可通過驗證是否符合 EMC 抗擾度和電磁輻射標準確保飛機安全運行。可以按照重要的EMC 標準進行天線隔離度的仿真，確保機載無線電系統的性能，對系統的抗擾度進行仿真，分析外部系統的高強度輻射場 (HIRF)）的電磁干擾。仿真能夠就設計決策提供指導，減輕 HIRF 效應，避免因在設備周圍產生電磁場或在電纜中產生高頻電流，而造成設備的EMC性能下降。
展開 下雨天，飛機的發動機會進水嗎？
另外航班的機長和機場空管人員還可以通過氣象雷達提前了解危險云層，減少在水含量高的云層中停留的時間，或在合理范圍內盡量避開。
其實比起下雨天，冰雹、雷暴等惡劣天氣更加影響飛行安全。如果遇到天氣原因造成的航班延誤，希望大家也能理解機場的安排哦，畢竟這都是為了大家的飛行安全著想。
4
飛機發動機四大暴力測試
先看一個測試場面：
第一：吞水測試
飛機在雨天飛行時，發動機會吞入大氣中的液態水（雨水）和以水汽形式存在大氣中的水。另外，如機場積有雨水，當飛機在地面滑行時發動機離地面較近，地面積水有可能被吸入發動機。所以飛機發動機必須做吞水測試。
前方放置了大量噴頭，每分鐘噴出800加侖（約3噸水），要求航空發動機不會熄滅。
第二：冰雹測試
和冰比起來，水都不是事兒。高空飛行的飛機，遇到惡劣天氣時遭遇冰雹、冰塊很常見。
在冰雹測試中，需要測試人員需要將經過嚴格標準制造的冰雹和冰塊，通過專用儀器投擲入運行中的發動機中進行測試。
展開 下雨天，飛機的發動機會進水嗎？
另外航班的機長和機場空管人員還可以通過氣象雷達提前了解危險云層，減少在水含量高的云層中停留的時間，或在合理范圍內盡量避開。
其實比起下雨天，冰雹、雷暴等惡劣天氣更加影響飛行安全。如果遇到天氣原因造成的航班延誤，希望大家也能理解機場的安排哦，畢竟這都是為了大家的飛行安全著想。
4
飛機發動機四大暴力測試
第一：吞水測試
飛機在雨天飛行時，發動機會吞入大氣中的液態水（雨水）和以水汽形式存在大氣中的水。另外，如機場積有雨水，當飛機在地面滑行時發動機離地面較近，地面積水有可能被吸入發動機。所以飛機發動機必須做吞水測試。
前方放置了大量噴頭，每分鐘噴出800加侖（約3噸水），要求航空發動機不會熄滅。
第二：冰雹測試
和冰比起來，水都不是事兒。高空飛行的飛機，遇到惡劣天氣時遭遇冰雹、冰塊很常見。
在冰雹測試中，需要測試人員需要將經過嚴格標準制造的冰雹和冰塊，通過專用儀器投擲入運行中的發動機中進行測試。
第三：飛鳥測試
大家都知道，飛鳥撞機一直在飛行事故中占有一席之地。
展開 高層建筑抗風設計的幾個問題
廈門天語舟雷達工程
▼
▲有特殊要求的建筑，抗風設計應專門研究
（廈門氣象雷達科普觀景塔）
建筑物坐落在海拔120米的山上，風力較大。地上20層，建筑頂部高度77.6米，塔樓結構采用帶部分鋼支撐的鋼框架一鋼砼組合筒體結構，外框柱采用12根φ450x15曲線鋼管柱。
氣象雷達用于對臺風、龍卷風、冰雹、雷暴、暴雨等災害性天氣的觀測和監視。建筑物的側移不能太大，還要確保臺風等災害來臨時，監測儀器能正常工作，因此，風荷載取值需做專門研究。
二、減小高層建筑在風荷載下的水平側移
▲減小高層建筑在風荷載下的水平側移
增設加強層，對解決高層建筑抗風問題十分有效。設置水平加強層后，將引起結構主要內力重分布，使結構構件更能發揮抗側潛能，從而減少層間側移。
加強層設置要綜合考慮數量、位置、伸臂結構形式、伸臂結構剛度等因素。宜在適當的樓層設置適宜剛度的水平伸臂構件。太柔作用不明顯，太剛又會剛度突變，不利于抗震。必要時，也可同時設置周邊水平環帶構件。
廈門世茂海峽大廈，兩棟超高層鋼結構建筑（總高度300米）。“莫蘭蒂”臺風后，主體結構及幕墻完好無損。
三、重視幕墻支撐鋼結構的設計
▲幕墻的支撐鋼結構
進入二十一世紀，鋼結構大量應用于幕墻骨架。十多年來，我國已建成的采用焊接鋼結構支承的玻璃、鋁板和石材幕墻，這類工程甚至經歷了多次12級到14級強臺風的吹襲而完好無損。但應重視以下問題：
幕墻的大型支承鋼結構是鋼結構的一部分，應按鋼結構規范執行，其結構設計使用年限宜按主體結構考慮。
焊接是鋼結構最可靠的連接方式之一。
展開 史詩級大片"山竹"登陸我國，那些高層建筑還安好嗎？
廈門天語舟雷達工程
▼
▲有特殊要求的建筑，抗風設計應專門研究
（廈門氣象雷達科普觀景塔）
建筑物坐落在海拔120米的山上，風力較大。地上20層，建筑頂部高度77.6米，塔樓結構采用帶部分鋼支撐的鋼框架一鋼砼組合筒體結構，外框柱采用12根φ450x15曲線鋼管柱。
氣象雷達用于對臺風、龍卷風、冰雹、雷暴、暴雨等災害性天氣的觀測和監視。建筑物的側移不能太大，還要確保臺風等災害來臨時，監測儀器能正常工作，因此，風荷載取值需做專門研究。
二、減小高層建筑在風荷載下的水平側移
▲減小高層建筑在風荷載下的水平側移
增設加強層，對解決高層建筑抗風問題十分有效。設置水平加強層后，將引起結構主要內力重分布，使結構構件更能發揮抗側潛能，從而減少層間側移。
加強層設置要綜合考慮數量、位置、伸臂結構形式、伸臂結構剛度等因素。宜在適當的樓層設置適宜剛度的水平伸臂構件。太柔作用不明顯，太剛又會剛度突變，不利于抗震。必要時，也可同時設置周邊水平環帶構件。
廈門世茂海峽大廈，兩棟超高層鋼結構建筑（總高度300米）。“莫蘭蒂”臺風后，主體結構及幕墻完好無損。
三、重視幕墻支撐鋼結構的設計
▲幕墻的支撐鋼結構
進入二十一世紀，鋼結構大量應用于幕墻骨架。十多年來，我國已建成的采用焊接鋼結構支承的玻璃、鋁板和石材幕墻，這類工程甚至經歷了多次12級到14級強臺風的吹襲而完好無損。但應重視以下問題：
幕墻的大型支承鋼結構是鋼結構的一部分，應按鋼結構規范執行，其結構設計使用年限宜按主體結構考慮。
焊接是鋼結構最可靠的連接方式之一。
展開 行業聚焦丨計算智能和AI如何驅動航空航天產業數字化轉型？
比如，可以使用流體動力學 (CFD) 求解器 Altair? AcuSolve? 對飛行中雷達罩上的壓力場進行仿真。后將壓力映射到 Altair? OptiStruct? 模型上，由此準確預測空氣動力載荷下的雷達罩結構響應。
天線設計和布局
飛機上安裝了越來越多的機載無線電設備。通常，一架飛機會配備數十個系統（氣象雷達、通信和導航系統、監視和空中交通管制設備），這些天線需要在不同頻段上工作。天線性能會受其安裝結構的影響。Altair? Feko? 系統層級優化天線設計和天線布局 能夠優化。
電磁兼容
電磁兼容 (EMC) 解決方案可通過驗證是否符合 EMC 抗擾度和電磁輻射標準確保飛機安全運行。Altair? Feko? 可以仿真重要的 EMC 標準，包括天線耦合，以確保無線電系統性能和對來自外部系統（稱為高強度輻射場 (HIRF)）的高功率無線電信號的敏感性。仿真能夠就設計決策提供指導，減輕 HIRF 效應，避免因在設備周圍產生電磁場或在電纜中產生高頻電流，而造成設備的性能下降。
如果您想更深入了解 Altair 在航空航天行業的成功案例與先進解決方案，誠摯邀請您蒞臨本次會議，與我們一同共謀行業與區域可持續發展的未來，聚焦融合創新技術。
Change Tomorrow, Together
貴州 貴陽 05月12日
為了給貴州及西南地區的用戶提供更好的本地化技術服務，助力航空航天產業結構升級。
展開 
2024中國航空航天新材料展|2024重慶國際無人機產業展會
【展區設置】
■軍事后勤保障裝備：
軍需裝備、軍用帳篷、野戰飲食保障裝備、衛生醫療裝備、軍事交通裝備、油料裝備、野營裝備、倉庫裝備、方艙、物資儲運裝備、維修裝備、后勤指揮管理自動化裝備、海軍專用后勤裝備、空軍專用后勤裝備及其相關保障技術產品等
■國防軍工電子與信息化裝備：
計算機信息系統安全產品、加固計算機、嵌入式產品、電磁屏蔽、 遙測系統、模擬仿真技術產品、軍用電源、電池、電機、電臺、電子元器件、組件及線纜、連接器（包括航空、航天、航海、船舶、兵器等）機器人、三維掃描、3D打印、火控系統、雷達系統、電子對抗系統、設備及技術、電子支援/情報/偵察系統、視景系統、紅外技術、激光及光電子產品、指揮與控制系統、航空電子及空中交通管制系統、各類（種）適合邊海防控制與管理的監控系統、圖像傳輸、遙測系統、反恐技術專用裝備、人機界面、嵌入式產品、固態硬盤、測控技術產品、通信及顯示設備、相關儀器及測試設備、單兵作戰系統及新型軍事裝備、軍工配套產品等
微波、電磁兼容與GPS衛星導航：射頻組件和模塊、高可靠電子元器件及組件、通訊系統及產品、氣象雷達、虛擬仿真、防雷系統、微波通信、天線、測控技術產品、通信及顯示設備、氣象探測、測繪相關儀器及測試與測量設備.電磁兼容技術及產品測試與測量設備、微波材料、電磁干擾濾波技術、圖像處理、數字信號處理、衛星導航定位、慣性產品及陀螺儀、測繪地理信息裝備等
■軍用信息安全與存儲：
云安全、安全虛擬桌面、安全虛擬存儲、低輻射計算機、可信計算機、安全操作系統、安全數據庫、安全辦公系統、數據安全、安全存儲、快速恢復、遠程控制、信息集中管控、文檔安全傳輸、信息安全銷毀、涉密載體銷毀產品、（光盤、硬盤、U盤、閃存卡）復制設備、存儲介質安全管理等；電磁屏蔽室、電磁屏蔽機柜、電磁屏蔽材料、屏蔽裝備與特種材料；
展開 城市防澇，北斗大顯身手！
借助于北斗的力量，我們可以構建氣象衛星和測雨雷達、雨量站網、水文站網組成的雨水情監測預報防線，為抵擋災難來臨筑起“三道防線“。
第一道防線，借助氣象衛星和測雨雷達，可以獲取大范圍的天氣信息、流域高分辨率面的雨量監測和短期暴雨預警，延長短期暴雨預測期，提前對洪水和山洪進行風險預警，提示有關部門做出相應防御措施。
第二道防線，地面雨量監測站網精準監測流域暴雨時空分布和面平均降雨量。通過“降雨——產流——匯流”計算，滾動流域洪水預報動態調整預警閾值，對“第一道防線”預報進行精細化調整。
第三道防線，通過水文站水位、流量等洪水的準確實時監測數據，進行洪水報警、災害報警和“演變”預報，為洪水防御提供最準確的數據支持。
融合了以上技術的千尋位置雨水情監測預警解決方案，依托北斗高精度定位創新技術與時空智能平臺，能夠對地下水位、降雨量等進行實時監測，具備實時監測、智能分析、在線監控、預警預報、人技聯防等能力，可有效助力監管部門進行遠程在線實時監控、分析和預警，為應對大暴雨提供有力支持。
除了預警播報功能外，北斗系統還能提供洪澇災害應急響應支持。在洪水發生后，北斗還能實時監測洪水位置和范圍，為救援隊伍提供精確的導航和定位服務，提高救援效率。此外，北斗還可以監測洪水退水情況，及時提供退水進展信息，有助于災后重建和防洪規劃。
隨著科技的不斷發展，北斗定會為國家和人民的安全事業作出更大的貢獻。留言告訴我們你對此的看法吧！
展開 雷達的常見分類以及典型應用
雷達，是英文Radar的音譯，源于radio detection and ranging的縮寫，意思為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發現目標并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。雷達發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。
01
01
典型雷達應用
監視——軍事、民用航空交通管制、地面、空中、沿海警戒、衛星
搜索和跟蹤——軍事目標搜索和跟蹤
火控——為火控系統提供信息(主要包括目標方位、仰角、距離和速度)。
導航——衛星、航空、航海、陸地導航
汽車——碰撞警告，自適應巡航控制(ACC)，避免碰撞
液位距離測量——液體的液位監控，距離測量等等。
近炸引信——軍事用途: 制導武器系統需要一個接近觸發引信爆炸彈頭
高度計——飛機或太空船的高度計，為民用和軍用使用
地形回避——機載軍事應用
二次雷達——異頻雷達收發機，接收目標反射的編碼信號
氣象——避免風暴，變風警告，氣象測繪
空間遙感——軍事基地監視、地面測繪，空間環境探索
安全——隱藏武器檢測、軍事基地監視
02
雷達頻段和應用
不同頻段電磁波在大氣傳播中衰減
03
常見雷達類型
連續波雷達
固定頻率的連續波(CW型)雷達系統可用于測量速度。但是，它不能提供任何距離信息。天線發射某一固定頻率的信號。在移動目標(例如汽車)上反射回來的信號產生了多普勒頻移。也就是說會在略微偏移的頻率上接收到反射信號。通過比較收發信號的頻率,我們可以確定目標的徑向速度(而不是距離)。基于這個原理,一個典型的應用是交通監測雷達。
展開 5G仿真解決方案 | 相控陣仿真技術詳解
相控陣早期主要應用于軍事方面——相控陣雷達。由于相控陣雷達掃描速度快，多任務能力強，現已廣泛應用到軍事雷達領域中，并成為軍事實力的標志之一。另外，相控陣技術同時也在氣象預測等民用領域有著廣泛的應用。
左圖：戰略預警雷達，右圖：氣象雷達（圖片源自網絡）
回顧移動通信的發展史，從基站天線的演進趨勢也可以看出，相控陣技術是5G時代提升系統容量和頻譜利用率、降低干擾、增強覆蓋的必然選擇：
首先，從無源天線到有源天線系統，這就意味著天線可能會實現智能化、小型化（共設計）、定制化。未來的網絡會變得越來越細，需要根據周圍的場景來進行定制化的設計，例如在城市區域內布站會更加精細，而不是簡單的覆蓋。5G通信將會應用高頻段，障礙物會對通信產生很大的影響，定制化的天線可以提供更好的網絡質量。
其次，天線設計的系統化和復雜化，例如波束陣列（實現空分復用）、多波束以及多/高頻段。
展開 