1）Merlin
典型的Merlin 雷达探鸟系统配有两部不同波段的雷达，一部为X 波段垂直扫描雷达，另一部为S波段水平扫描雷达，均采用T 型波导阵列天线。图1 为系统的外部结构，图2 为工作中的雷达显示器。对于小型鸟类，该系统的探测范围可以达到垂直高度7 500 英尺（注：1 英尺=0.304 8 m），水平距离2～3 海里（注：1 海里=1.852 km）；对于中大型鸟类或鸟群，探测范围可以达到垂直高度15 000英尺，水平距离4～6 海里。
图1 典型Merlin雷达探鸟系统外部结构示意图
图2 典型Merlin雷达探鸟系统雷达显示器
使用两部雷达是因为单部雷达不能提供三维信息。水平扫描雷达能覆盖周边的广大地区并获取水平面的二维信息，但不能提供高度信息；同样，垂直扫描雷达可以获得垂直平面的高度信息，但只有当鸟类目标飞过雷达波束面时才能被捕捉到。由于水平和垂直扫描的两部雷达覆盖范围不同，波束重叠区域很小，因此Merlin 系统获得的三维信息不是真正的三维。Merlin 系统通常被放置在机场跑道的附近或一端，对包括航班起降通道在内的机场区域进行监控。垂直扫描雷达与跑道连成一线，使其扫描范围恰好覆盖航班的起降通道，同时提供该区域的鸟类目标高度信息，水平扫描雷达对机场周边区域进行扫描，对进入该区域的鸟类目标进行预警。
Merlin 系统的核心软件对雷达采集的图像进行处理，从而对鸟类目标进行检测和跟踪。图2 为该系统获得的水平扫描和垂直扫描雷达图像，水平扫描雷达（雷达位于图像中心）覆盖范围达5 海里，垂直扫描雷达（雷达位于底边中心）垂直探测距离1 000 英尺，经Merlin 算法的处理，背景和杂波被滤除，鸟类目标和飞行轨迹以亮点标出。处理后的数据存入Merlin 数据库，并用专门的分析软件进行统计分析，得出不同高度、不同时段、不同方位的鸟类目标的分布情况以及小鸟、中鸟、大鸟和鸟群的数量。
2）Accipiter
典型Accipiter 雷达探鸟系统拖车如图3、图4所示。包括雷达控制系统、数据处理器、GPS 和电源在内的系统配置置于拖车内部；雷达天线为X 波段抛物面天线，峰值功率50 kW，将其置于拖车顶部，俯仰角可调（0°～30°），由于其波束较窄（4°），系统可获得较为精确的高度信息，但探测的范围有限。为提高天线的探测效率，Accipiter 研发了多波束抛物面天线、双轴扫描抛物面天线、两部不同倾斜角的抛物面天线等多种探鸟雷达天线。
同时，Accipiter 雷达也开发了类似于Merlin 水平扫描雷达和垂直扫描雷达的探鸟雷达产品。
图3 典型Accipiter雷达探鸟系统拖车
图4 典型Accipiter雷达探鸟系统拖车(www.xing528.com)
3）Robin
典型Robin 雷达探鸟系统外场试验如图5、图6 所示。该系统包括一种S 波段水平扫描雷达、一种X 波段垂直扫描雷达以及一种调频连续波雷达。S 波段水平扫描雷达天线长3.6 m，每分钟旋转24 圈，该转速可提高至45 圈/min，在目前已知的探鸟雷达系统中转速最快。该雷达可探测到径向距离10 km、垂直高度2 km 范围内的大鸟。X 波段垂直扫描雷达天线长8 英尺，对空域进行垂直扫描，每分钟旋转24 圈，波束宽20°，能够探测2.5 km内的小鸟以及5 km 范围内的大鸟和鸟群。以上两部雷达均基于海事雷达进行改造，而FMCW 雷达专门为探鸟设计。
FMCW 雷达有三种工作模式：
（1）凝视模式。用户可以让雷达观测固定的感兴趣的区域。
（2）扫描模式。雷达可以同时进行水平和垂直扫描，覆盖360°的区域，收集3.5 km 范围内的所有飞鸟目标信息。
（3）跟踪模式。当用户对某个特定目标感兴趣时，FMCW 雷达将指向并跟踪该目标，不会使其脱离关注区域，同时测量飞鸟目标翅膀的扇动频率，作为确定鸟种的一个重要指标。脉冲雷达采用一部天线收发信号，而FMCW 雷达采用两部天线。一部用于持续发射不同频率的信号，另一部用于持续的接收回波。目标距离通过比较收发信号的频率获得。Robin 雷达的多种工作模式使其特别适用于专业的鸟类学研究。
图5 典型Robin雷达探鸟系统外场实验
图6 典型Robin雷达探鸟系统外场实验FMCW
综上所述，目前国外行业比较成熟的三套设备采用的雷达技术模式均为S 波段水平扫描雷达与X波段垂直扫描雷达相结合的方式，其中水平雷达覆盖机场周边区域，垂直雷达覆盖航班起降通道。国外三种典型产品应用情况说明见表1。
表1 国外三种典型产品应用情况说明
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