搜救雷达应答器(SART)

第二节搜救雷达应答器(SART)
按SOLAS公约1988年修正案规定,每艘客船和500总吨及其以上的货船,应配备两只9GHz 搜救雷达应答器;300总吨到500总吨的货船至少应配备一只9GHz搜救雷达应答器。该项要求对于1992年2月1日以后建造的船舶,建造时配备,对于1992年2月1日以前建造的船舶,在1995年2月1日必须完成该设备的配备。
一、搜救雷达应答器的功能
在GMDSS系统中,遇险船可利用各种手段进行遇险报警,报警信息中,包含遇险船舶的位置信息,但是由于受到客观原因的制约,例如遇险船舶使用的定位系统的精度等因素的影响,遇险船舶或幸存者报告的位置与实际的位置可能存在一定的误差和变化,考虑到遇上恶劣海况、浓雾或黑夜,现场搜救幸存者的工作难度很大。为尽快发现幸存者,在GMDSS系统中,公约船都按要求配备了搜救雷达应答器(SART-Search And Rescue Radar Transponder),解决了现场搜救不易发现失事地点或幸存者的问题,使得遇险船舶、救生艇或幸存者可能被迅速发现和获救。
搜救雷达应答器是GMDSS系统中用来近距离确定遇难船舶、救生艇筏及幸存者位置的主要方式。SART是遇险现场使用的设备,能引导搜救飞机或搜救船舶尽快地搜寻到遇险者,并可让持有SART的幸存者知道是否有救助飞机,或救助船舶在靠近他们。
二、搜救雷达应答器的组成及各部分作用
搜救雷达应答器实际上是一个被动触发式的雷达信号产生器,该设备开启后,在没有被雷达信号触发前,设备处于接收状态,当被3cm导航雷达波触发以后,应答一个雷达信号,在导航雷达上显示一连串的点,使搜救船舶和飞机非常容易就能够发现和辨别。
脱敏糊剂设备共有天线、环行器(环路器)、接收机、扫频器和发射机组成,组成图见7-11。
接收机实际上是一个宽带接收机,工作在9GHz,可以接收3公分雷达(9GHz雷达)的脉冲波,接收机接收到雷达脉冲后,产生100微秒左右的方波,控制扫频器和发射机工作。
发射机采用的是扫频发射机,在扫描器的锯齿脉冲和接收机方波控制下工作,发射频率范围在9200-9500MHz的调频波,使雷达接收机很容易地接收到此信号。
扫频器就是一个锯齿波产生器,用于产生锯齿波电压,控制扫描频率发射机工作。
环路器的作用是把SART的发射机和接收机隔离,在发射时不至于把接收机损坏。
搜救雷达应答器各部分的波形图见图8-12所示,其中(a)是雷达脉冲,(b)是接收机被雷达触发后产生的100微秒的方波,(c)扫频器产生的锯齿脉冲,(d)是发射机发出的调频信号,(e)导航雷达接收的示意图,(f)是导航雷达形成光点的脉冲图。
三、工作原理
当船舶遇险弃船时,必须携带搜救雷达应答器下船,然后安装并启动SART ,在没有雷达脉冲的作用下,SART 处于接收状态,在雷达扫描脉冲的作用下,发射应答信号,应答信号在搜救雷达荧光屏上,能沿半径方向显示出一连串的亮点,最多12个,亮点的个数与雷达的量程和SART
与搜救船的距离有关,其中第一个亮点到雷达荧光屏
中心的距离R 是搜救船到幸存者的距离;12个亮点的
连线与船首线的夹角θ就是搜救船到幸存者的相对方
位。12个亮点的大约距离是8海里,每两个亮点大约
是0.65海里。当搜救船逐渐靠近SART 时,亮点逐渐
变为圆弧;进而变成同心圆。
SART 独特的信号极易识别,见图7-13所示雷达
接收到SART 信号图例,由于SART 发射的应答信号
的频率范围很广,因此很容易被雷达接收到,即使在
雷达失谐的状态下,接收不到自己的回波信号,但是
却可以接收到雷达应答器的应答信号。
小于5MHz 的雷达带宽将对SART 信号轻微衰减,
因此要使用雷达的中等带宽,同时增大雷达增益,以手结构图
确保SART 信号的最佳接收。
遇险同时,SART 在受到探测脉冲作用时,蜂鸣
声和指示灯闪亮发生变化,持有SART 的遇险者,可
以从SART 蜂鸣声和指示灯的变化得知是否有救助船舶或救助飞机在靠近他们。
四、SART 的技术性能
1、SART 的容量
雷达的发射脉冲重复周期为l ms ,而SART 的12次扫描发射大约用100ms ,加上SART 的回复抑制时间,则每台SART 在一个具体方位上能响应大约9台雷达的询问。在全方位上,雷达的方位鉴别能力按20计算,则每一台雷达只有在雷达天线旋转一周所用时间的1/180(2/360=1/180)的时间内能对SART 发出询问信号。于是在全方位内,SART
所能响应的
图7-13SART 在雷达屏幕的图像
询问雷达的台数是180×9=1620台。因此SART所能响应的雷达台数是完全可以满足实际需要的。同时,现代雷达都使用了成熟的噪声抑制技术,它防止了与雷达本身发射不同步的回波显示。
2、对电池的要求
SART是用电池供电工作的。要求SART的电池容量应能使SART在准备状态工作96h,然后还能连续应答1KHz探测脉冲8h。
3、其它要求
满足CCIR-628建议的SART的其它技术性能如下:
频率范围:9200~9500MHz
极化方式:水平极化
扫描形式:锯齿线性变化的扫描频率发射
脉冲持续时间:每次响应,扫描发射12次,约占100ms
有效全向辐射功率(EIRP):大于400mW
卧式钻床
有效接收灵敏度:优于-50dBmW
恢复时间:在10ms以内
响应延迟时间:小于0.5ms
工作温度范围:-30℃~+65℃贮存
-20℃~+55℃工作
4、操作要求
在操作上对SAR T的要求是:工作可靠,操作简便,便于携带,容易发现。具体是:
1)应能容易由非熟练人员操作;
2)应装有防止意外启动的装置;
3)应装有监听或监视(或二者兼备)装置,以指示应答器是否正常工作和告知幸存者
已有搜救船只在靠近他们;
4)应能人工启动和关闭,也能在紧急时自动启动;
5)应能提供待命状态的指示;
6)应能从20m高落入水中而不损坏;
7)在10m深水处,至少应能保持5min而不进水;
8)在浸入水中条件下,受到45℃热冲击应仍能保持水密;
9)单独落入水中,应能自动正向立起,指示灯在上面;
10)应有一根与SART连结的浮动绳索,以提供遇难幸存者系在身上使用;
11)应能抗海水和油的浸蚀;
钢管加工12)长期暴露在阳光下及在风雨浸蚀下,技术指标不应降低;
橡胶还原剂13)所有表面应呈可见度高的桔黄;
14)外围构造平滑,以防止损伤救生筏和遇难幸存者。
五、SART的使用
1、SART的作用距离
SART的作用距离,主要与SART的安装高度和搜救者雷达的天线高度有关。一般情况下,如果SART的安装高度离海面1.5m,雷达天线高度离海平面15m以上,搜救船在至少5海里远处就能探询到SART信号;飞行高度3000ft雷达峰值功率10kW的搜救飞机能在40海里远处探询到SART信号。影响探询SART信号距离还有以下三方面的因素:
首先是雷达天线的高度和雷达的类型有关,一般来说,大型船舶的雷达有较高的天线增益,离海平面也比较高,探询SART的距离也远;其次受到天气和海况的影响,对于平静的海面因电波多径传输可影响到SART的接收;相反在大浪时,搜救雷达和SART仰角要发生变化,可能导致更远距离的接收;但是在波谷时也会降低探测距离,SART的安装高度也同样会影响发现SART
的距离,实际使用SART时,应当将SART启动后安装在尽可能高的地方,并注意不要对SART 有任何遮挡。
IMO建议SART的性能标准为:当SART安装在离海平面1米以上,搜救雷达天线高15米时,能达到至少5海里的探测距离,实际上,对于远洋船舶,雷达天线的高度一般在30米左右,SART安装的高度也在2米以上,因此在10海里以外的范围内,就可以发现幸存者。
实验得知:将SART平放在地板上时,作用距离1.8海里;垂直放在地板上时,作用距离2.5海里;当SART漂浮在水中时,作用距离为2.0海里。一般天气情况下,适当的安装SART,对大船雷达,发现距离要10海里以上。如果安装不好,或者在救生艇筏内使用,或者漂浮在水中,发现距离甚至比视距还要近。
2、SART使用
携式SART应安装在驾驶室两侧容易接触到的地方。在船舶遇险时,应有专人把它带到救生艇上,或者由幸存者手持,或者按放在遇险船的船舷上,作为出事点的标志。SART启动后应尽量安装在高处,以提高作用距离。
SART平时是以关机状态保存,船舶遇险时要从SART的安装容器中取出,开机使其处在待机(接收)状态,尽可能的安装在高处,准备应答搜救船舶或者搜救飞机的雷达的触发信号。具体的SART的使用方法,请参照设备的使用说明书。
3、搜寻SART信号应注意的问题
在海上救助时,使用雷达搜寻遇险者的SART信号应注意以下几个问题:静电抑制器
1)雷达量程的选择
在使用雷达低量程档时,仅能显示SART的几个亮点,例如在3n mile量程仅能显示出SART 信号的4个亮点。在恶劣海况下,杂波干扰非常严重,经常不能看到完整的12个点的SART信号。一般情况下,海浪干扰最严重可延至4n mile,不会完全淹没整个SART信号。因此,由两亮点间大约0.65n mile,可推算出遇险者的位置。
从以上分析看,开始进入搜救区时,应尽量用远量程,以在大范围内搜寻到遇险者的SART 信号。当搜寻到遇险者的SART信号后,最好使用雷达的6~12n mile之内的量程。这些量程中,能看到完整的或多个SART亮点,易区别其它回波和确定SART的位置。
2)SART的距离误差
在SART距搜救者雷达相距6n mile左右时,距离误差150m以上;而在接近SART时,由于雷达能接收到SART的正向扫描信号和返回扫描信号,所以会出现两个不同形状的亮点,第一个亮点的距离延迟不大于150m。
3)选择合适的雷达带宽
小于5MHz的雷达带宽将对SART的信号稍有衰减。最好是使用中等带宽以确保获得SART 的最佳信号。一般雷达的远距离量程,采用宽脉冲和窄带滤波器,带宽在3~5MHz间;雷达的近距离量程,采用短脉冲和宽带滤波器,带宽在10~25MHz间,应根据具体情况,灵活选用。
4)接近SART时注意
在接近SART时,来自雷达天线的旁瓣波束,可能使SART的信号在雷达的荧光屏上变成一串圆弧或同心圆。这种情况,可用反海浪旋钮来消除。出现这种情况,证明SART在船附近,应减速并注意搜索。
5)恶劣的海况下使用的注意事项
在海况不好的情况下,为增加SART信号的可见度,可失谐雷达,以减小海浪回波的影响。自动频率控制雷达不允许手动失谐设备。注意在失谐的情况下,一些需要的信息比如航行和避碰船舶信息可能被取消,因此可能的情况下,要尽快回到正常调谐状态。
6)导航雷达的调整
在搜救过程中,要合理地调整雷达增益,最好使雷达显示器出现轻微背景噪声,但是还不至于干扰到正常信号的辨别,以获得对SART信号的最大范围的搜寻。
为获得最佳探测距离,海浪抑制旋钮应放在最小。注意在受到海浪杂波干扰时,不使用反海浪控钮,最近的SART回波可能被淹没。这种情况下,可从SART回波的最后亮点推算出本船船位。如海浪抑制旋钮有自动/人工选择,选择人工方式。注意和自动方式比较一下,看选择哪种方式效果更好。
在搜寻SART时,应将抗雨雪干扰旋钮放在人工位置上,直到搜寻到SART信号。如此钮如有自动/人工雨雪抑制功能,选择人工方式。注意和自动方式比较一下,看选择哪种方式效果更好。
如果海浪抑制和抗雨雪干扰用一个旋钮控制,建议选择手动搜寻SART信号。注意和自动方式比较一下,看选择哪种方式效果更好。
注意:SART和雷达反射器不能在同一救生艇筏上使用,因为雷达反射器可能阻挡SART的信号。

本文发布于:2024-09-21 21:47:28,感谢您对本站的认可!

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