| Szülőföld | Egyesült Államok |
|---|---|
| Üzembe helyezés | 1994 |
| típus | Időjárási radar |
| Frekvencia | C sáv (hullámhossz 5,6 cm ) |
| FRI | 235–2000 változó |
| Gerenda szélessége | 0,55 ° (vízszintes és függőleges) |
| Polarizáció | Vízszintes |
| Impulzus hossza | 1,1 μs |
| Hatály | 460 km-ig |
| Átmérő | 25 láb (7,6 m) |
| Azimut | 0-360º |
| Pontosság | 150 és 300 m hatótávolságban |
| Csúcsteljesítmény | 250 kW |
A Doppler időjárási radar repülőtér vagy a TDWR (angolul: Terminal Doppler Weather Radar ) egy csapadékot és szélnyírást észlelő radar időjárási doppler , amelyet a repülőtérre telepítettek a légi forgalom biztonsága érdekében . A TDWR radarokat az 1980-as évek végén tervezték az Egyesült Államokban, ahol körülbelül ötvenet telepítettek a fő repülőterekre. Másokat Hongkongban és más országokban telepítettek .
Ezeknek a radaroknak a fejlesztését a Szövetségi Repülési Igazgatóság (FAA) finanszírozta, és a Lincoln Laboratories , a Massachusettsi Műszaki Intézet egyik alkotóeleme hajtotta végre . A TDWR legfőbb előnye a korábbi radarokkal szemben a jobb felbontás, szög és hatótávolság, vékonyabb sugár- és jelfeldolgozó algoritmusainak köszönhetően.
A reptéri Doppler radarfejlesztési program olyan egyedi légiforgalmi irányítási igények eredménye, amelyeket a NEXRAD hálózat számára tervezett új WSR-88D nem tudott teljesíteni. 1985-ben az FAA felkérte Martin Marietta légiforgalmi irányító részlegét, hogy biztosítson szélnyírásra érzékenyebb radart , amely kritikus elem a repülőgép felszállásakor és leszállásakor. Két rendszert teszteltek: a szélnyíró riasztórendszert kis magasságban (angolul Low-level windshear alarm system vagy LLWAS ) és a TWDR-t. Az FAA a másodikat választja alacsonyabb költségei miatt. A Delta 191-es járat 1985-ös balesete a Dallas - Fort Worth repülőtéren azonban arra késztette az FAA-t, hogy lépjen tovább a költségvizsgálat során, és az Egyesült Államok Kongresszusa végül jóváhagyta mindkét rendszert.
Az MIT-ben működő Lincoln Laboratories -t választották a TDWR teljesebb kifejlesztésére és tesztelésére. Az eredeti specifikációk egy S-sávú radarról szóltak (10 cm hullámhossz ), de az FAA frekvenciavezérlő osztálya elutasította, mert az új radar megzavarhatta a NEXRAD radarjait. Mivel ez utóbbi hálózat létrehozása a WSR-74C radarokat 5 cm-es hullámhosszal ( C sáv ) váltotta fel , az FAA úgy döntött, hogy felhasználja a rendelkezésre álló frekvenciát. Bár ebben a sávban a radarsugarat heves esőzés csillapíthatja, az FAA becslése szerint a TDWR 90 km-re korlátozott Doppler-hatótávolsága befogadhatja.
Ban ben 1988. november, a Raytheon céget 48 TDWR radar építésével nyerték el, ebből kettőt képzési és tesztelési célokra. Főként a nagy kereskedelmi repülőterekre telepítették, amelyek veszélyeztetettek a turbulenciának és a zivatarok által okozott mikrorepüléseknek . A Doppler-sebességek kért tartományának és felbontásának előírásai teljesítéséhez Raytheonnak sok elemet kellett bevezetnie , a radarimpulzusok ismétlődési frekvenciájának változó sebességétől a földi visszhangok elnyomásáig.
Az FAA TDWR programjának igazgatója D. Turnbull volt. Dr. J. Evans, a Lincoln Laboratórium elnöke volt egy ügynökségek közötti bizottság a NEXRAD algoritmusaitól származó radar adatfeldolgozási algoritmusok fejlesztése és új, a TDWR rendeltetésszerű használatára specifikus algoritmusok létrehozása érdekében, ideértve a mikropattanások és a széllökések automatikus felismerését frontok . Ez a laboratórium 2012-ben még folytat kutatásokat ezen algoritmusok fejlesztése és azokkal történő TDWR-adatok feldolgozásának frissítése érdekében.
A TDWR használ hullámhosszon 5 cm és szögletes felbontás van 0,55 fok. A visszaverő képesség , a tartomány felbontása 150 méter alatt 135 km- re a radar és 300 méter között, 135 és 460 km . A tartományfelbontásnak ez a változása lehetővé teszi hasonló számú felbontási térfogat átlagolását, ha figyelembe vesszük a sugár oldalirányú szélesítését a radartól való távolsággal. A szoftver fejlesztői 135 km-en határozták meg a határt .
A radiális sebesség , az adatok rendelkezésre állnak, akár 90 km- re a radar teljes szögfelbontását 0,55 fok, és egy sor 150 m . Az alkalmazott hullámhossz és az impulzusismétlődési frekvencia miatt a maximális egyértelmű sebesség 20-30 csomó .
A TWDR-nek percenként kell a szondát a legalacsonyabb, 0,2 fokos magassági szögben mérnie . Arra is programozva, hogy több más szöget is érzékeljen, hogy 6 percenként a radar körül tapintott hangerőt kapjon.
A TDWR adatfeldolgozása automatikusan azonosítja a repülőtér körüli veszélyes szélváltozásokat, különösképpen a leszálló széllökéseket és a zivatarok által kialakuló széllökéseket . Ezeket az információkat a légiforgalmi irányítók és a pilóták használják fel a balesethez vezető helyzetek elkerülése érdekében.
A NEXRAD , az Egyesült Államok Nemzeti Meteorológiai Szolgálatának időjárási radarja 10 cm-es hullámhosszat használ, és a beprogramozott szögek számától függően 4–6 percet vesz igénybe a beolvasás befejezéséhez. Szögfelbontása 1 fok és 250 m tartományban van . A maximális egyértelmű sebesség 62 csomó a radartól 230 km- ig.
Ezek az adatok azt mutatják, hogy a TDWR felbontása majdnem kétszer olyan jó, mint a NEXRAD, de csak 135 km-re van a radartól . Jobb felbontása különösen fontos a heves zivatarok jellemzőinek felismerésében , mint például a csapadék szerkezete és a forgások jelenléte.
A rövidebb hullámhosszú a TDWR viszonylag közel van, hogy a nagy csepp eső és jégeső . A hullám ezért gerjesztheti az e cseppekben található vízmolekulák dipólját, és lehetővé teszi a jel részleges vagy teljes elnyelését. Ez a TDWR-k komoly hátránya, ha intenzív esőzések vannak.
Valóban, a radarnyaláb csillapítása az első észlelt csapadék hatására kevesebb jelet eredményez a lefelé haladók azonosítására. Ezért előfordulhat, hogy a nagyobb zivatarokat nem látják helyesen, mert a radarhoz közelebb eső egyéb csapadék árnyékkúpjában vannak. Jégeső zivatar lesz még levágta a jelet teljesen, és nagy mennyiségű eső esik, közvetlenül a TDWR orrkúp korlátozni fogja a hatótávolság, hogy egy kis távolságot a radar.
A TDWR második problémája az egyértelmű alacsony sebesség. A radarhoz viszonyítva 30 csomónál többet mozgató csapadék sugársebességét tévesen jegyezzük fel. Különböző technikák és algoritmusok léteznek a valódi sebesség kinyerésére, de ezek nem mindig adnak pontos eredményt. Ez akkor fontos, ha egy zivatarban észrevenni akarjuk az alacsony mérleg bizonyos jellemzőinek aláírását . Például a TDWR nagyon jó reflexiós felbontással rendelkezik, amely megmutatja a kampós visszhang jelenlétét, de hiányozhat a mezociklon jellegzetes sebességdublettje, ha a sebesség nagy és rosszul korrigált.
A 10 cm hullámhosszt használó NEXRAD nem csillapodik és kétértelmű sebessége 62 csomó, nagyobb, mint a meteorológiai mozgások többsége, de felbontása alacsonyabb. Ha ugyanarra a régióra kiterjed egy TDWR és egy NEXRAD, akkor fontos, hogy a két radarral konzultáljanak egymással.
A Nemzeti Heves Viharok Laboratóriuma (NSSL) az Országos Meteorológiai Szolgálat és az FAA feladata, hogy dolgozzon ki módszereket az említett két radarhálózat adatainak elemzésére. A Súlyos időjárás-előrejelző alkalmazások és technológiatranszfer (SWAT) csoport módszereket keres az élősködő visszhangok jobb szűrésére, a kétértelmű sebesség jobb kibontakoztatására és a sebességmező megrajzolására egy vagy több radar segítségével. Az 1990-es évek vége óta az NSSL TDWR-adatokat is szolgáltatott a helyi NWS-irodáknak.