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

1 雷達盲區(qū)的定義及其作用

雷達觀測盲區(qū)(Radar Observation Blind Area／Zone)簡稱雷達盲區(qū)，是指雷達波的最小探測距離以內(nèi)的區(qū)域，主要取決于雷達的性能和雷達天線的高度。通常又是指位于雷達天線輻射角下緣，雷達波不能射及的區(qū)域。

船舶在海上航行時，一些小的、反射性能較差的物標(biāo)有可能在遠距離不能被雷達探測到，而到近距離時本應(yīng)該能探測到，卻又由于雷達盲區(qū)的存在，使其無法被探測到。這樣，如果是能見度不好(如有霧等)，嘹望人員以目視無法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，以致給船舶的安全航行和人命財產(chǎn)帶來威脅。因此，駕駛?cè)藛T在任何時候都應(yīng)牢記雷達盲區(qū)的存在，為其在避讓、轉(zhuǎn)向、停車等操作中提供數(shù)值依據(jù)，便于充分考慮各種不利因素和后果。

當(dāng)然，作為船舶駕駛?cè)藛T，在任何時候都應(yīng)該切記：即使在雷達盲區(qū)以外的區(qū)域，雷達也不能保證每一個物標(biāo)都能被探測到，這還要看物標(biāo)的大小，反射性能，雷達的性能以及駕駛?cè)藛T是否將雷達調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，決不能因使用雷達而放松警惕。

2 雷達盲區(qū)的產(chǎn)生原因

(1)由于雷達脈沖寬度和接收機收發(fā)開關(guān)恢復(fù)時間而產(chǎn)生的雷達盲區(qū)。由此所產(chǎn)生的雷達盲區(qū)為一圓形區(qū)域，其半徑D＇大小與脈沖寬度t，接收機收發(fā)開關(guān)恢復(fù)時間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)開關(guān)恢復(fù)時間(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(jié)果為：D＇=6m)，由于船長和船寬的存在，沒有考慮的意義，本文在后文繪制時將不再考慮。

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

當(dāng)船舶平吃水正浮時，盲區(qū)亦為一半徑為D的圓形區(qū)域。如圖(見圖l和附錄《雷達盲區(qū)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)，雷達天線高度為H(視船舶大小而定)，物標(biāo)高度為h，在直角三角形么OPR中，OP=OR×ctgg，其中：盲區(qū)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Water Line(RR＇平行于OP)，角g=(b/2)，則有：盲區(qū)半徑D=OP=OR×ctgg=(H－h)×ctg(b/2)。由于天線垂直方向和物標(biāo)反射性能等因素的影響，通常還得加一系數(shù)k，即公式為：

D=(H－h)×ctg(k×b/2) (2)

當(dāng)船舶有一定吃水差時，由于雷達天線的角度不能改變，此時雷達波束中心軸RR＇并不平行于水線Water Line，而只是平行于船舶龍骨Keel，因此，如圖(見圖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在非平吃水時應(yīng)為：

D：(H－ｈ)×ctg［ｋ×(b／2－a×cosj)] (3＇)

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

D=H×ctg(b/2－a×cosj) (3)

另外，在非平吃水狀態(tài)時，天線的高度(H)為由天線向船舶吃水線引垂線所量的高度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)

在以上三個公式中：RK為雷達天線到龍骨的垂直高度；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(shù)和布置圖中取得，b可查閱雷達說明書得到，A．D．和j在繪制時根據(jù)各種情況來取值。

(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(qū)。如圖3所示，它在雷達天線R與艏樓或貨物最高點F的連線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)時產(chǎn)生。這種情況下在各個舷角方向上的雷達盲區(qū)因船體形狀的不同而變化很大。由于在船首方向上的的數(shù)值最為重要，本文只對船首方向上的雷達盲區(qū)進行討論。

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＇為船首最高點至水面的垂直高度；WF＇為船首最高點至雷達天線的水平距離；RW為雷達到水面的垂直距離。

3 雷達盲區(qū)圖表的繪制

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

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

在船舶《穩(wěn)性手冊》中的總布置圖(可選比例尺較小的小圖)上?；蛘邚?fù)印或按比例在空白紙上畫出本輪的船型輪廓。自雷達天線位置點向下與龍骨平行線成b／2角度畫一直線，并延長該直線與水面線相交。如該直線沒有與裝載貨物或船艏樓高度線相交，則說明本輪雷達沒有受阻擋影響，在船艏方向上沒有產(chǎn)生盲區(qū)增大的現(xiàn)象，這時的雷達盲區(qū)由公式3決定；而且因為雷達天線的角度不變，所以在任何裝載狀態(tài)下也都是如此。如該直線與裝載貨物或船艏樓高度線相交，說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(jù)公式6計算出不同裝載下在船首方向上的雷達盲區(qū)。將結(jié)果填入列表中的零度舷角對應(yīng)的表格內(nèi)；

針對這幾種狀態(tài)下的尾吃水A．D．和吃水差Trim，根據(jù)公式5分別計算出d值；再根據(jù)公式4分別計算出不同的雷達天線高度H；最后根據(jù)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(qū)距離D，并將計算結(jié)果填人列表內(nèi)。

為了提高計算效率，可以利用Excel電子表格進行列表計算。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(shù)；并在單元格“D4”輸入吃水差計算公式：“=C4－B4”；

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

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

·選定區(qū)域“D4：04”，復(fù)制并粘貼到區(qū)域“D5：05”．

根據(jù)以上計算所得的列表數(shù)據(jù)，按比例畫出簡圖。

4 實測驗證

當(dāng)本船停泊時，開啟雷達，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?cè)?，駕駛臺密切注意觀察雷達，當(dāng)熒光屏一出現(xiàn)該艇回波，立即測出該距離，此距離即為船艏方向的盲區(qū)，同法測得其它方向上的雷達盲區(qū)，再進行比較驗證。

其實，使用此法實測，得到雷達盲區(qū)的數(shù)據(jù)。再繪制成雷達盲區(qū)圖也是可以的。

5 結(jié)束語

繪制雷達盲區(qū)圖可使駕駛?cè)藛T在任何時候都牢記雷達盲區(qū)的存在，為其在避讓、轉(zhuǎn)向、停車等操作中提供一個數(shù)值依據(jù)，以充分考慮各種不利的因素和后果的影響。在實際操船中，至少還應(yīng)注意以下幾點：

(1)由于不同物標(biāo)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(shù)k值的不確定性)，導(dǎo)致實際雷達盲區(qū)可能大于根據(jù)公式計算出來的數(shù)值；

(2)由于船舶在實際運營中通常受到風(fēng)浪涌浪等的影響，船舶的搖晃也會引起各個方向上的雷達盲區(qū)的變化。特別是縱搖，它相當(dāng)于是吃水差的變化．由此引起的船首方向上的雷達盲區(qū)的變化較大，而且由于縱搖周期長，船首盲區(qū)變大的持續(xù)時間也較長，更應(yīng)引起駕駛?cè)藛T的注意：

(3)雷達天線與艏樓或貨物最高點的連線，或雷達波束中心軸以下b/2角度線，很可能還會與桅桿、克令吊等物體相交，即：會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相距很近，或者橫截面很大，就必須考慮其影響：

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

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

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

附錄：雷達盲區(qū)圖表示例

備注：以下盲區(qū)圖尚未考慮遮蔽狀況和雷達陰影扇形

YH輪No．1雷達盲區(qū)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  來源：航海技術(shù)