目前，有的船舶駕駛員對雷達盲區缺乏足夠認識，特別是對船艏方向上的雷達盲區值的增大缺乏認識，還有的把雷達盲區與雷達陰影扇形混淆。當在檢查中被發(fā)現沒(méi)有雷達盲區圖或雷達盲區圖不符合要求時(shí)，不知道如何整改。通過(guò)收集多方資料，本文針對船用雷達盲區圖表的繪制進(jìn)行敘述，不當之處請指正。

1 雷達盲區的定義及其作用

雷達觀(guān)測盲區(Radar Observation Blind Area／Zone)簡(jiǎn)稱(chēng)雷達盲區，是指雷達波的最小探測距離以?xún)鹊膮^域，主要取決于雷達的性能和雷達天線(xiàn)的高度。通常又是指位于雷達天線(xiàn)輻射角下緣，雷達波不能射及的區域。

船舶在海上航行時(shí)，一些小的、反射性能較差的物標有可能在遠距離不能被雷達探測到，而到近距離時(shí)本應該能探測到，卻又由于雷達盲區的存在，使其無(wú)法被探測到。這樣，如果是能見(jiàn)度不好(如有霧等)，嘹望人員以目視無(wú)法發(fā)現目標，以致給船舶的安全航行和人命財產(chǎn)帶來(lái)威脅。因此，駕駛人員在任何時(shí)候都應牢記雷達盲區的存在，為其在避讓、轉向、停車(chē)等操作中提供數值依據，便于充分考慮各種不利因素和后果。

當然，作為船舶駕駛人員，在任何時(shí)候都應該切記：即使在雷達盲區以外的區域，雷達也不能保證每一個(gè)物標都能被探測到，這還要看物標的大小，反射性能，雷達的性能以及駕駛人員是否將雷達調節到最佳狀態(tài)，決不能因使用雷達而放松警惕。

2 雷達盲區的產(chǎn)生原因

(1)由于雷達脈沖寬度和接收機收發(fā)開(kāi)關(guān)恢復時(shí)間而產(chǎn)生的雷達盲區。由此所產(chǎn)生的雷達盲區為一圓形區域，其半徑D＇大小與脈沖寬度t，接收機收發(fā)開(kāi)關(guān)恢復時(shí)間t＇有關(guān)，其值可由以下公式?jīng)Q定：

D＇=0．5×C×(t+t＇) (1)

式中：t為脈沖寬度，以微秒(ms)計(通常在0．08～1ms之間)；t＇為接收機收發(fā)開(kāi)關(guān)恢復時(shí)間(一般也在0．08~lms之間)；C為電磁波傳播速度，C=300m／ms。

顯然，D＇值是很小的，一般在十幾米左右(以1．5海里距離檔算，通常t=0．08ms，t＇=0．2ms為例，計算結果為：D＇=6m)，由于船長(cháng)和船寬的存在，沒(méi)有考慮的意義，本文在后文繪制時(shí)將不再考慮。

(2)當雷達天線(xiàn)與物標高度相差較大時(shí)，由于雷達電磁波束垂直寬度而在天線(xiàn)輻射角下緣產(chǎn)生的雷達波不能射及的盲區。

當船舶平吃水正浮時(shí)，盲區亦為一半徑為D的圓形區域。如圖(見(jiàn)圖l和附錄《雷達盲區圖表示例》)所示：雷達電磁波束垂直寬度為B(通常為二十幾度)，雷達天線(xiàn)高度為H(視船舶大小而定)，物標高度為h，在直角三角形么OPR中，OP=OR×ctgg，其中：盲區半徑D=OP，OR=(H－h)，由于船舶正浮，雷達脈沖垂直波束中心軸RR＇平行于水線(xiàn)Water Line(RR＇平行于OP)，角g=(b/2)，則有：盲區半徑D=OP=OR×ctgg=(H－h)×ctg(b/2)。由于天線(xiàn)垂直方向和物標反射性能等因素的影響，通常還得加一系數k，即公式為：

D=(H－h)×ctg(k×b/2) (2)

當船舶有一定吃水差時(shí)，由于雷達天線(xiàn)的角度不能改變，此時(shí)雷達波束中心軸RR＇并不平行于水線(xiàn)Water Line，而只是平行于船舶龍骨Keel，因此，如圖(見(jiàn)圖2和附錄示例)所示，在船艏方向上g=(b／2－a)，其中a為雷達波束中心軸與水平線(xiàn)之間的夾角，而在其它舷角方向上，g=(b／2－a×cosj)，其中j為左右舷角(0°～180°)；因此，上文公式2在非平吃水時(shí)應為：

D：(H－ｈ)×ctg［ｋ×(b／2－a×cosj)] (3＇)

由于在實(shí)際工作中無(wú)法確定物標的高度和物標的反射性能，也就是說(shuō)h值和k值無(wú)法確定。其中，k值的大小與物標的反射性能有關(guān)，還與雷達波束在垂直方向上離開(kāi)中心軸的角度引起的雷達波強度變化有關(guān)，為了簡(jiǎn)化計算，也由于在較近距離上雷達波強度較大，根據經(jīng)驗，通常取k值為1；并且，出于安全考慮，假設雷達天線(xiàn)高度遠高于物標高度，因此h值可以忽略。即h取值為0，從而得到簡(jiǎn)化公式：

D=H×ctg(b/2－a×cosj) (3)

另外，在非平吃水狀態(tài)時(shí)，天線(xiàn)的高度(H)為由天線(xiàn)向船舶吃水線(xiàn)引垂線(xiàn)所量的高度RW=RO×cosa，其中。RO=RK－OK，而OK=A．D．－AO sina，式中A．D．為尾吃水，AO為雷達到船尾水尺的距離，即：

H=RW=[RK－(A．D．－AO sina)]×cosa (4)

在公式3和公式4中，角度a的值可由吃水差Trim和前后水尺間的距離AF決定，即：

a=arctg(Trim／AF) (5)

在以上三個(gè)公式中：RK為雷達天線(xiàn)到龍骨的垂直高度；A．D．為尾吃水；AD為雷達到船尾水尺的距離；j為左右舷角；b為雷達電磁波束垂直寬度；Trim為吃水差；AF為前后水尺間的距離。其中，RK，AO，AF可從船舶參數和布置圖中取得，b可查閱雷達說(shuō)明書(shū)得到，A．D．和j在繪制時(shí)根據各種情況來(lái)取值。

(3)由于艏樓或裝載較高的貨物(如集裝箱等)對船舶雷達波束造成阻擋而產(chǎn)生的雷達盲區。如圖3所示，它在雷達天線(xiàn)R與艏樓或貨物最高點(diǎn)F的連線(xiàn)RQ同雷達波束中心軸RR＇的夾角(O)小于雷達電磁波束垂直寬度的一半(b／2)時(shí)產(chǎn)生。這種情況下在各個(gè)舷角方向上的雷達盲區因船體形狀的不同而變化很大。由于在船首方向上的的數值最為重要，本文只對船首方向上的雷達盲區進(jìn)行討論。

如圖所示：在相似直角三角形DF＇QF和DWQR中，有RW／WQ=FF＇／F＇Q=(RW－FF＇)／WF＇。則：

D=WQ=WF＇×RW／(RW—FF＇) (6)

式中FF＇為船首最高點(diǎn)至水面的垂直高度；WF＇為船首最高點(diǎn)至雷達天線(xiàn)的水平距離；RW為雷達到水面的垂直距離。

3 雷達盲區圖表的繪制

首先，根據船舶資料取得雷達天線(xiàn)到龍骨的垂直高度RK，雷達到船尾水尺的距離AO，前后水尺間的距離AF，查閱雷達說(shuō)明書(shū)得到雷達波束垂直寬度b；

接著(zhù)，列出幾種不同的典型裝載狀態(tài)，如：滿(mǎn)載、全壓載及正常壓載狀態(tài)等。并參考附錄《雷達盲區圖表示例》列出表格；

在船舶《穩性手冊》中的總布置圖(可選比例尺較小的小圖)上?；蛘邚陀』虬幢壤诳瞻准埳袭?huà)出本輪的船型輪廓。自雷達天線(xiàn)位置點(diǎn)向下與龍骨平行線(xiàn)成b／2角度畫(huà)一直線(xiàn)，并延長(cháng)該直線(xiàn)與水面線(xiàn)相交。如該直線(xiàn)沒(méi)有與裝載貨物或船艏樓高度線(xiàn)相交，則說(shuō)明本輪雷達沒(méi)有受阻擋影響，在船艏方向上沒(méi)有產(chǎn)生盲區增大的現象，這時(shí)的雷達盲區由公式3決定；而且因為雷達天線(xiàn)的角度不變，所以在任何裝載狀態(tài)下也都是如此。如該直線(xiàn)與裝載貨物或船艏樓高度線(xiàn)相交，說(shuō)明艏樓或貨物對船艏方向的雷達波束產(chǎn)生了阻擋，則根據公式6計算出不同裝載下在船首方向上的雷達盲區。將結果填入列表中的零度舷角對應的表格內；

針對這幾種狀態(tài)下的尾吃水A．D．和吃水差Trim，根據公式5分別計算出d值；再根據公式4分別計算出不同的雷達天線(xiàn)高度H；最后根據公式3對每一種裝載狀態(tài)計算出其在不同舷角j上的雷達盲區距離D，并將計算結果填人列表內。

為了提高計算效率，可以利用Excel電子表格進(jìn)行列表計算。為方便使用Excel電子表格計算，可將公式3、4、5分別改為如下三個(gè)公式：

D=H／TAN(b／360*PI()－a*cos(j／180*PI())) (公式A)

H=(RK－(A．D．－AO*SIN(a)))*cos(a) (公式B)

a=ATAN(Trim／AF) (公式C)

·按下表樣式建立電子表格，輸入各種參數；并在單元格“D4”輸入吃水差計算公式：“=C4－B4”；

·根據公式C在單元格“N4”中輸入雷達波束中心軸與水平線(xiàn)之間的夾角僅的計算公式：“=ATAN(D4$／M$1)”；根據公式B在單元格“04”中輸入雷達天線(xiàn)高度H的計算公式：“=($G$l－(C4-$I$l*sin(N4)))*cos(N4)”；

·再根據公式A在單元格“E4”中輸入相應舷角處所對應的雷達盲區范圍D的計算公式：“=$O4／ATN($K$l／360*PI()－$N4$*cos(E$2／180*PI()))”，復制單元格“E4”并粘貼到區域“F4：M4”：

·選定區域“D4：04”，復制并粘貼到區域“D5：05”．

根據以上計算所得的列表數據，按比例畫(huà)出簡(jiǎn)圖。

4 實(shí)測驗證

當本船停泊時(shí)，開(kāi)啟雷達，選擇近距離檔，選用小艇(可利用本船救生艇)自本船船艏處緩慢向船艏方向駛去，駕駛臺密切注意觀(guān)察雷達，當熒光屏一出現該艇回波，立即測出該距離，此距離即為船艏方向的盲區，同法測得其它方向上的雷達盲區，再進(jìn)行比較驗證。

其實(shí)，使用此法實(shí)測，得到雷達盲區的數據。再繪制成雷達盲區圖也是可以的。

5 結束語(yǔ)

繪制雷達盲區圖可使駕駛人員在任何時(shí)候都牢記雷達盲區的存在，為其在避讓、轉向、停車(chē)等操作中提供一個(gè)數值依據，以充分考慮各種不利的因素和后果的影響。在實(shí)際操船中，至少還應注意以下幾點(diǎn)：

(1)由于不同物標其反射性能不同以及雷達波在垂直方向上強度的變化(即系數k值的不確定性)，導致實(shí)際雷達盲區可能大于根據公式計算出來(lái)的數值；

(2)由于船舶在實(shí)際運營(yíng)中通常受到風(fēng)浪涌浪等的影響，船舶的搖晃也會(huì )引起各個(gè)方向上的雷達盲區的變化。特別是縱搖，它相當于是吃水差的變化．由此引起的船首方向上的雷達盲區的變化較大，而且由于縱搖周期長(cháng)，船首盲區變大的持續時(shí)間也較長(cháng)，更應引起駕駛人員的注意：

(3)雷達天線(xiàn)與艏樓或貨物最高點(diǎn)的連線(xiàn)，或雷達波束中心軸以下b/2角度線(xiàn)，很可能還會(huì )與桅桿、克令吊等物體相交，即：會(huì )形成一定的雷達陰影扇形。由于雷達波有一定的繞射能力，如果物體的橫截面較小，如：前桅，則可忽略，但如果物體與雷達天線(xiàn)相距很近，或者橫截面很大，就必須考慮其影響：

(4)在實(shí)際操船時(shí)，可以時(shí)常輕微擺動(dòng)船首。以便能探測到掩蓋在部分物體后面的物標，特別是船首方向上的物體(如：克令吊)后面的物標；

(5)即使是雷達盲區和雷達陰影扇形以外的區域，由于物標的大小及其反射性能等方面的原因，也可能有些物標雷達并不能探測到；

(6)要時(shí)刻將雷達調到最佳狀態(tài)，特別是在變換量程或改變脈沖長(cháng)度后應重新調諧和重新調節增益。海況變化，如：雨雪變小后，海浪變小后。要及時(shí)把調大了的抑制調小。在不同海域要使用與之相適應的量程，如從港口駛出到大洋中就應適時(shí)調大量程。

附錄：雷達盲區圖表示例

備注：以下盲區圖尚未考慮遮蔽狀況和雷達陰影扇形

YH輪No．1雷達盲區圖表

RK：37.84m AO:30.00m b:025.0° AF:160.20m

作者：中遠(香港)航運有限公司 林金民  來(lái)源：航海技術(shù)