摘要：民航飞机上装载的气象雷达是飞机预测和感应前方天气的重要机载系统，其原理是向前方发射电磁波，根据计算回波频率偏差量探测前方带水分的天气,包括雨水、湍流、湿的冰雹、风切变等气象条件。同时气象雷达电磁辐射也是所有从事飞机维修、机组等相关人员关心而又无法避免的问题。
关键词：气象雷达、电磁辐射、危险区域
前言：在民航的日常运行保障工作中，对于气象雷达电磁辐射的影响从新员工入职学习开始到每次涉及的维修工作中总是会围绕其讨论，大家对气象雷达电磁辐射的认识也不尽相同，民航圈有说法气象雷达电磁照射后生女儿的概率大幅上升，甚至传言有更加严重的后果。那么这些传言的可信度到底有多少呢？结合近期COLLINS(柯林斯)WXR-701X型气象雷达厂家的培训以及前期学习收集的相关材料进行汇总，与大家进行交流：
一、电磁辐射的定义：
电磁辐射是向周围空间传播能量的电磁波。电磁辐射的能量大小与电磁波的频率高低有关，电磁波的频率越高，波长越短，其携带的能量就越大。电磁波的频率由低到高依次为：无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线。
在电磁波谱中，根据电磁辐射的能量大小，可将电磁辐射分为电离辐射和非电离辐射。波长小于100nm的电磁辐射属于电离辐射，如X射线、γ射线，这些电磁波携带的能量足以破坏分子化学键，能够使物质电离，对人体组织的危害较大。对于日常生活中利用到的电力、无线电、微波等属于非电离辐射，由于其处于电磁波谱中频率相对低、波长相对长的一端，它们的光子能量比较低，并不能使物质原子或分子产生电离，其对人体的影响主要是使分子运动加剧，使机体产热增加而升温，原理与晒太阳相似。
二、机载气象雷达：
较早的气象雷达使用抛物面天线和磁控管，发射功率达1000W以上,辐射较强。比如：上世纪60年代末期装备在苏联空军米格25飞机，属于老式火控雷达（不同于民航气象雷达），其发射峰值功率大约在600KW左右，平均发射功率在500W左右。而现代客机新型气象雷达普遍采用平板缝隙天线频率合成技术，平板天线发射圆锥形波束，峰值功率与平均功率也都大大降低。
以我司目前B757-200飞机安装的为COLLINS WXR-701X型气象雷达（件号为622-5132-1XX/6XX）为例，晶体振荡器的峰值功率输出仅约为125 W，使用频率为X波段的9345 MHz（9.3GHz），波长3.2cm，脉冲长度设置在2到20微秒之间（具体取决于所选量程范围）。脉冲重复频率为180或1440 pps，采用平板天线，雷达发出的波束为3.5°发散角的圆锥体，对飞机前方进行180°扫描。天线重6磅(2.7kg)，宽28英寸。天线发射的能量主要集中在主瓣宽度内，由于天线的方向性强、增益大，使得雷达发射功率大大降低，电磁辐射也同样大大降低。
三、雷达辐射的危险区域：
3.1、FAA标准：
FAA在1980年颁发AC 20-68B(机载气象雷达地面操作的防辐射安全建议)其中提到人体耐受气象雷达电磁辐射的平均能量密度应不大于10mW/cm2该数据已被世界许多工业组织接受,并成为人体耐受雷达辐射的标准。
根据AC 20-68B的附录1,雷达辐射安全距离的确定需计算并比较两个数值取其中较大的值作为安全距离。其中:
为天线到近场区/远场区交叉点的距离,为天线到10mW/cm2能量密度处的距离式中,G(p)为换算后的天线增益;为雷达波长,单位为米(m);P为发射平均功率，单位为瓦(W);的单位均为米(m)；
以B757-200飞机安装的为COLLINS WXR-701X型气象雷达为例,该雷达的主要参数:工作频率为9.345 GHz,峰值功率为125W,平均功率为0.84W-8.4W,天线尺寸为28in,增益为34.5 db（把以db单位的天线增益G(db)换算为功率比形式的天线增益G(p)，换算公式为：。
可以由以上数据计算出:
所以安全距离取Rs值即4.34 m。也就是说，这个雷达在工作时（非PWS模式下），只要距离天线超过4.34米，所受到的辐射就小于10mW/cm²。那么按照FAA的标准，这个辐射强度是人体可以接受的。
3.2、国内标准
我们国家为电磁辐射制订了安全限度标准，这个标准就是GB8702-1988②，按照国内标准，职业性电磁辐射暴露标准为：Pd=f/1500（其中f为电磁波频率）。
由上述我们可知雷达的工作频率为：9345 MHz，则国内职业性暴露标准为Pd=f/1500=9345/1500=6.23W/m²=0.623mW/cm²。
安全距离，其中P为发射平均功率，单位为毫瓦(mW)；G(p)为换算后的天线增益；Pd为职业性暴露标准，单位为mW/cm²；r的单位为cm。则按照职业性暴露标准0.623mW/cm²计算出：。
可以理解为距离机载雷达天线超过17.39米就能满足国内标准的电磁辐射职业性暴露要求。
3.3、飞机维护手册标准：
波音B757手册AMM34-43-03中对于更换部件后的测试要求如下：
1.禁止在机库内或在雷达天线周围50英尺(15米)范围内有人员情况下操作气象雷达，这些情况会对人员造成伤害。
2.禁止在燃油泄露或加油期间50英尺(15米)范围内操作气象雷达。气象雷达在50英尺(15米)范围内运行可能引起火灾或爆炸，火灾或爆炸可能造成人员严重伤亡或设备损坏。
3.确保在雷达工作时，飞机前方180度区域、300英尺（91米）范围内没有大型金属物体，大型金属物体包括机库、大型车辆或其他飞机。如果大型金属物体在此，可能会损坏机载气象雷达收发机。当气象雷达在测试模式下工作时，此情况不适用。
3.4、雷达厂家标准
如右图，柯林斯厂家对于WXR-700X雷达厂家标准解读如下：
1.设备已经进行了研究以确定微波辐射场的安全暴露水平。为了提供一个实用的安全系数，美国国家标准协会规定了人员暴露6分钟或更长时间的最大水平为10 mW/cm2。
2.美国联邦航空局AC 20-68B制定的辐射危害等级标准规定了10 mW/cm2的最大允许辐射暴露安全水平。需要注意的是，本规范是针对高功率、磁控管式气象雷达系统编写的，并不直接适用于低功率、低占空比、ARINC 708特性的气象雷达。但大多数符合ARINC 708特性的气象雷达涉及时不超过这个辐射水平，可以认为涉及人类暴露的操作是安全的。
3.WXR-700X气象雷达系统的计算最大平均功率密度(发生在天线近场)为3.0 mW/cm2。在所有测试和各种公式的使用中，WXR-700X气象雷达系统在天线近场范围内产生的平均功率密度远低于10 mW/cm2标准。
四、总结及建议：
1.正常情况下，现代新型气象雷达的电磁辐射强度低于各个国家或结构设定的标准，也意味着被辐射后，人体可以通过身体内部的调节予以恢复。但是从事与飞机直接相关工作的人员毕竟存在长期被雷达辐射的风险，除工作需要外，尽量避免气象雷达在地面工作。
2.对于机组来说，起飞前和落地后应当严格按照飞行手册和程序关闭气象雷达或置于“TEST”位且在本机或周围飞机加油/抽油时禁止操作。
3.当飞机在地面上且不使用期间，天线应微微向上倾斜(正5°或更高)。这将保护收发机内部的接收限制器和前置放大器免受机场地面和军用飞机雷达等其他可能产生的过高的功率输入，导致收发机本体故障。
4.作为维修人员，在进行气象雷达相关的检查和测试时，应当遵守AMM手册要求，确认一定范围内无人员和其他障碍物，如需操作测试，可应将俯仰角向上打一个角度，避免误照地面的工作人员。