微波系统

微波是一种微波辐射，它是在大气层中进行能量交换的有效途径。它可以在太空中传播超过300千米，速度可以达到一公里/小时，足以使任何飞机降落在地面上。虽然微波的能量比热光和可见光更强，但是微波在大气层中几乎不受大气层高度和阻力的影响，因此它在太空中比热光和可见光更容易被大气吸收和散射。微波对飞机的危害取决于它能产生多大能量以及它能对多大区域造成影响。另外还要考虑它对周围环境所造成的影响。

微波有三个主要的能量来源，即热能、电离辐射、等离子体辐射热量，因此它可以穿过大气。微波可以穿透大气层并进入卫星到太空中。微波有三种传播途径：对流传播、辐射扩散和传播。其中对流传播最主要的方式是在距地面1-200千米长距离内传递微波。对流传播可以在大气中进行传播并穿过大气表面到达地面上的一个区域；而辐射扩散则以垂直的方式从垂直方向将微波传输到一定高度和方向上。因此，电磁波在高度和方向上具有较强的散射能力及巨大的穿透力。

1、当目标卫星达到一定高度时，微波透过天线以相当快的速度传播到地面，但在地面吸收部分微波后，它又迅速衰减并反射回来；

这是因为微波的传播速度是很快的，而物体本身是不能吸收微波或产生一定的衰减。因此，当目标卫星处于一个极点高度时，微波就没有能将地面辐射到的微波进行反射。这就是微波在大气中传播过程中衰减迅速的原因。因此也有人称大气中“真空”为“地球上的真空”。而实际情况却是，因为地球磁场极不稳定和大气中密度的变化与地球空间中气体、灰尘和浮游生物的存在有关。如果地球自转产生不稳定的气流或气候使微波无法吸收或反射太多微波，而又不能再通过天线接收来反射回来，微波就会有部分反射回来；这也就是为什么有些人认为地球上的陆地上有许多大范围的沙尘暴。

2、当目标卫星达到一定高度时，天线则接收到了电磁波辐射（微波辐射主要从卫星表面穿过),在地面反射部分微波使卫星表面被反射；

而卫星的部分天线则接收到了雷达反射的微波，使卫星自身被覆盖。在雷达反射之前，雷达会用一束可见光从地球表面到达卫星。由于大气层中有大量的可导电粒子，与大气接触时引起电离，造成了光速的变化。这时电磁波首先在大气层中吸收紫外线并向卫星进行散射，随后在地面上形成电磁场；在微波辐射源附近引起电磁场的共振；当电离电子与微波原子结合后又会吸收电磁波辐射。因此在一定高度时，若有很高的频率和较低容量的低频电磁场（或称带电粒子和电离层）会与目标卫星发生相互作用时，使微波与电离辐射散射。而目标卫星也就接收到了这种能量。

3、同时，太阳活动将吸收大部分紫外线。

由于微波在大气层内具有较强的散射能力，所以大部分紫外线在大气中没有被吸收利用，而是直接吸收而被散射回地球。大部分紫外线被地球大气层内气体、灰尘、尘埃、污染物等阻挡及吸收在不同高度间不断变化；少部分被地球表面或在轨飞行表面的太阳吸收大部分紫外线辐射到太空船上；还有一部分被阳光照射在地球表面的大气吸收。因此，微波辐射非常容易到达较低高度的航天器，导致航天器本身也受到很大影响。对于太阳静止轨道器来说，这种影响可以通过一系列不同强度和方向的脉冲来有效地减小。微波最大传播速度为150千米/秒，这一速度相当于在地球大气中最大传播速度。当飞机进入静止轨道后微波速度将减慢至1000千米/秒以下，甚至接近地面时也不会改变。

这就是为什么微波会减少速度的原因。另外，飞机着陆时可能还会遇到风速的限制，这就要求飞机必须减速或降速以增加微波辐射的速度。一旦飞机减速或降速，在大气中辐射量变小，它就不再能够反射微波辐射了：——如果飞机不减速或降低高度，其动能将会被大量吸收，使其功率降低。这时微波还不能对飞机产生影响。——只有当电磁波与空气充分接触时才能发生作用从而减小能量的损失。

地面雷达、空管雷达、自动气象雷达和导航雷达在飞机着陆时起着重要作用。地面雷达一般分为自动与非自动两种。如果地面雷达发现飞机有着陆系统后，地面雷达就必须使用雷达传感器进行“盲降”和“俯冲”。在地面雷达探测到飞机飞行高度后，地面雷达的探测传感器将会发出信号，以便地面雷达系统识别出飞机方向、高度和速度等信息（在目视目测环境下）。如果飞机速度超过了雷达反射回来的电磁辐射能量值（小于雷达探测信号所能吸收),雷达就将探测到飞机正在下降而发出危险警告信号；如果没有信号，地面雷达将继续保持工作，直到探测到飞机下降到安全距离为止。空中雷达可以同时检测到飞机的两个不同方向：飞机速度大于雷达反射回来飞机方位、飞机速度小于雷达反射回来的飞机方位（若存在雷达接收到时，可通过将地面测距雷达指向机场跑道下方）。这些飞机也被称为空中导航监视系统(RAN)(一种自动机场监控技术),它通过雷达测距来监测和探测飞机前方跑道下方是否存在障碍物。

飞机能够在不增加额外燃油消耗和延长飞行时间的情况下以很高转速达到指定高度。在某些情况下，微波着陆系统还能防止飞机与其他飞机相撞，从而提高了飞机安全性。此外，在飞机被击中前，雷达扫描能够检测到撞击风险，而微波着陆系统会使飞机的雷达扫描传感器和其他传感器保持正常工作。通过使用雷达扫描来识别飞机有可能存在的撞击风险是一种提高安全性及其使用经济性的有效方法。通常来说，使用微波着陆系统可以降低约30%的燃油消耗。更重要的是，为了保护驾驶舱、导航设备以及其他重要数据免受干扰，通常微波着陆系统能够探测到比正常着陆系统反射回来的微波辐射更多。

当高度提高到较高时，微波辐射变强，形成热点地带。当飞机处于一个高度较高的位置时，微波辐射会急剧下降，以阻止微波进入大气层。同时由于机场天线和雷达可以监测到地面上空200米处雷达反射面积达到100%而不产生雷达回波。微波在飞机着陆时是很有效的降温方式，可以使着陆过程保持在合理的温度范围内。

1、微波如何产生？

由卫星的辐射源产生的微波，由于其波长非常短且波长范围很广，能穿透云层，穿透大气分子中的水蒸气而抵达地面。其与地面上的空气分子结合后会使它产生一种特殊的吸热现象，因此它能够穿透空气分子，并把它带到地表而到达地面。微波辐射源使地面上辐射出的能量和我们目前所在环境产生微波的能量相同。通过辐射我们可以看到，微波从一个物体向另一个物体辐射出去。微波经过物体时会导致物体表面温度上升和蒸发，从而使物体表面产生温度升高和蒸发作用。从而使物体表面产生一种快速的降温效果。

2、微波系统如何覆盖跑道？

与普通飞机着陆系统相比，微波着陆系统不会产生附加效应。通过增加微波辐射强度，可以减小着陆区域周围环境带来的影响。相比传统的金属覆盖，该系统覆盖跑道可在大约5秒钟内降低近60%以上的跑道温度。由于微波对飞机起降影响微小，在跑道上空安装微波系统是完全可行且成本低廉的。

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