氣象雷達常見故障分析

1、氣象雷達常見故障分析丁頁李冀寧劉洪林宮正王文武摘 要：氣象雷達是氣象情況的重要監(jiān)測工具。從實際應用領域而言，氣象雷達可以用于機場周邊風雨雷電等氣象問題的檢測，同時，還可以用于災害性天氣的預警工作，為工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常出行提供天氣預報。目前，氣象雷達因自身設備引起的故障問題并不是很多，但是由于知識儲藏缺乏、專業(yè)技術(shù)掌握不全面等問題，維護人員無法針對常見故障做好防護措施，使氣象雷達的使用效益大打折扣。本文將以氣象雷達的工作原理為切入點，對其故障原因及其處理措施進行闡述分析。關鍵詞：氣象雷達 常見故障 處理方法中圖分類號：V249.3  &#

2、160;             文獻標識碼：A            文章編號：1674-098X202107b-0105-021 工作原理氣象雷達發(fā)射的雷達波接觸到目標物質(zhì)后產(chǎn)生回波，經(jīng)信號接收裝置處理后，判斷目標體的方位與特性。雷達波的反射能力與目標物質(zhì)的導電性能息息相關：導電性能越好，反射面積越大，反射能力越強，產(chǎn)生的發(fā)射能量越高

3、。同時，反射能量還受雷達波波長與目標物的外形尺寸間的差值的影響。當差距較小時，反射能量變大;差距較大時，發(fā)射能量會明顯變?nèi)?。氣象雷達主要有3大系統(tǒng)：其一，發(fā)射系統(tǒng)。組要構(gòu)成部件有固態(tài)功放、脈沖調(diào)速管。其作用是可以實現(xiàn)小功率射頻脈沖信號到大功率射頻脈沖信號的轉(zhuǎn)化，再通過饋線系統(tǒng)把信號傳輸?shù)教炀€系統(tǒng)中，進而完成輻射任務，進行氣象檢測。其二，接收系統(tǒng)。雷達回波信號經(jīng)由放大、變頻、再放大等一系列處理后，利用中頻轉(zhuǎn)換器以光信號的形式被傳送至信號處理器中。其三，伺服系統(tǒng)。可以細化為天線方位伺服系統(tǒng)和俯仰伺服系統(tǒng)，主要職能是控制、管理天線，以保證與天線相關的各項工作均能有效、順利的開展。2 常見故

4、障與解決措施2.1軟件故障所謂軟件故障就是指氣象雷達本身的元器件沒有出現(xiàn)破損，而是因為監(jiān)控系統(tǒng)報警影響采集數(shù)據(jù)的真實性、有效性，或者導致無法連續(xù)進行氣象觀測等這一類故障。氣象雷達的軟件故障主要有3種，分別為UCP程序故障、天線故障、寬帶通訊故障。2.1.1UCP程序故障該類故障，大多數(shù)是由于RPGRadarProductGeneration，雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)計算機出現(xiàn)內(nèi)存溢出現(xiàn)象引起的。主要表現(xiàn)為正常運行的UCPUnitControlPanel，雷達控制臺閃退，不久后，Rdasc程序也不再運行。尤其是在轉(zhuǎn)換體掃模式期間，UCP程序故障頻發(fā)，這說明UCP的設計過程存在缺陷，應積極進行技改。故障

5、分析處理：依次重啟UCP以及Rdasc程序，并采取有效措施，修復系統(tǒng)Bug，進一步優(yōu)化設計。2.1.2天線故障天線故障是指天線出現(xiàn)迫停，無法回歸PARK位置的現(xiàn)象。該故障通常是由天線程序進入死循環(huán)、天線座存在冗余設備不正常運行或者天線電機瞬時過載等問題引起的。故障分析處理：重啟Rdase程序，在5min以后，系統(tǒng)通常能夠正常運行;否那么，再次啟動Rdase程序，然后由維修人員手動復位天線到PARK位置，等待10min左右，系統(tǒng)應恢復正常運行;假設上述兩種方法均無法修復故障，那么需要斷開5A2維護面板上的伺服開關，時間維持在3min內(nèi)，重新接通伺服開關，觀察天線是否屬于正確位置。2.1.3寬帶通

6、信故障在RPGRadarProductGeneration，雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)和RDARadarDataAcquisition，雷達數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)兩個節(jié)點之間的網(wǎng)絡通道即為氣象雷達的寬帶。通常情況下，該處的通訊鏈路都是利用Ethernet以太網(wǎng)搭建的，其局域網(wǎng)的組成局部主要有主用戶處理器PUP、集線器以及光端機等。由于在信號傳輸?shù)倪^程中，雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)與主用戶處理器均具有較好的穩(wěn)定性能，所以，通信故障報警、數(shù)據(jù)不完整以及雷達產(chǎn)品生成子系統(tǒng)循環(huán)測試的持續(xù)時間一般不會太長。雖然寬帶通訊故障對于氣象情況的連續(xù)觀測不會有太大影響，但是卻會給氣象數(shù)據(jù)的采集與整理增添難度，從而影響RPG的原始數(shù)據(jù)儲存

7、功能以及PUP的相關顯示功能。故障分析處理：該類故障同樣可以通過重啟UCP以及Rdasc程序解決。與此同時，氣象觀測站該應采取有效措施，提高通信鏈路的穩(wěn)定性。2.2硬件故障就目前而言，各氣象局使用的氣象雷達對于硬件系統(tǒng)的要求越來越高，可以利用RDASC程序進行聲光預警。一旦雷達出現(xiàn)系統(tǒng)故障，可以第一時間顯示故障信息并根據(jù)信號指示燈及時獲得故障元器件所處位置。氣象雷達的硬件系統(tǒng)故障主要有發(fā)射系統(tǒng)故障、接收系統(tǒng)故障和伺服系統(tǒng)故障三大類。下面將分別進行具體闡述。2.2.1發(fā)射系統(tǒng)故障發(fā)射系統(tǒng)故障一種是指發(fā)射機故障或者調(diào)制脈沖電流超過額定值導致的調(diào)制脈沖故障;另一種是在系統(tǒng)提示加高壓，卻在加高壓的過程

8、中，電源空氣開關突然出現(xiàn)跳閘問題。故障分析處理：對于第一種故障，維修前，需要進行虛故障判斷。我們將能夠通過復位處理解決的發(fā)射系統(tǒng)故障稱為“虛故障。該類故障是在設置雷達監(jiān)控檢測點時，開關靈敏度過高導致的，通過復位操作即可有效解決;對于第二種故障，那么需要檢查調(diào)制機柜內(nèi)部的禁止脈沖信號接頭是否存在接觸不良，脈寬調(diào)制器是否存在禁止脈沖信號以及脈沖取樣過程中輸出電壓是否會有較大變化，調(diào)制開關大功率調(diào)制模塊是否存在損壞等。如發(fā)現(xiàn)上述異常，那么應通過在開關電源整流板上添置高頻二極管，保護內(nèi)部元器件，減少系統(tǒng)故障發(fā)生。2.2.2接收系統(tǒng)故障氣象雷達接收系統(tǒng)故障，就是在接收終端未收到回波的情況下，監(jiān)測子系統(tǒng)沒

9、有發(fā)出任何故障預警。故障分析處理：信號接收終端無故障報警提示，那么那么可以認為雷達監(jiān)測系統(tǒng)沒有故障，可以對設置檢測點的元器件先不進行檢查，重點排查其他未設置監(jiān)測點的位置。而終端沒有接收到回波信號，那么可以說明監(jiān)測子系統(tǒng)的回波通道也沒有出現(xiàn)故障?？梢?，故障極可能是出現(xiàn)在監(jiān)測點位置以外的回波通道上。維修人員應將工作重心放在接收機內(nèi)部的回波通道的故障排查上，找到故障點后，再進行深入分析。3 結(jié)語總而言之，由于氣象雷達精密性高、專業(yè)性強，且其故障誘發(fā)原因多樣化，氣象雷達故障分析工作并不是一件容易的事。因此，相關工作人員應熟悉氣象雷達的運行原理及其根本結(jié)構(gòu)，能夠按步驟、有規(guī)律地尋找故障位置、分析故障原因，從而制定行之有效的故障維修方案。除此之外，在日常維護管理中還應注意經(jīng)驗教訓的總結(jié)與整理，定期巡查設備使用狀況，并編制設備故障維修手冊，提高常見氣象雷達故障的分析與排查效率，為氣象雷達的平穩(wěn)運行保駕護航，不斷提升氣象檢測數(shù)據(jù)的真實性以及實用價值。參考文獻【1】彭維明，邱雯婷.上饒新一代多普勒天氣雷達CINRAD/SA常見故障淺析J.自然科學：文摘版，20211：309.【2】張龍斌，許仕清，曹海維，等.氣象雷達常見故障分析J.科研，202110：55.【3】周鐵樁