多普勒天气雷达日常维护与故障维修探讨

多普勒天气雷达日常维护与故障维修探讨

1李阳2于奇3叶永柏

（1黑龙江省黑河市气象局作者黑龙江黑河1643002吉林省四平市气象局作者吉林四平136000

3黑龙江省五大连池市气象局黑龙江黑河164200）

摘要：随着我国对多普勒天气雷达系统的研究发展，其早已成为我国天气预测的重要检测工具。由于多普勒天气雷达长期地处于运行状态，受环境的影响以及设备本身因素，其故障的发生也被人们所关注，为减少故障率，设备的日常维护使用及故障维修成为重点。本文着重介绍日常维护的基本内容以及常见故障的维修。

关键词：多普勒天气雷达原理维护维修

1多普勒天气雷达日常维护类别

多普勒天气雷达是一种相干雷达，其特点是工作周期比较长。因此，多普勒天气雷达的维护工作主要分为日维护、周维护、月维护、年维护以及不定期保养，这些维护工作确保能发现设备问题并及时解决问题。通过维护工作使设备始终在正常状态下运行。在日维护中需要每天在开机时对设备进行通电检查，在设备运行中发现问题及时排除，对故障点要进行跟踪检查，确保彻底排除故障。在多普勒天气雷达工作中，日常开机步骤就包括检查项目，如开机前检查设备外表情况、开机后检查监控分机面板各项指示灯是否正常等，如发现异常，则对故障现象进行准备记录，以便维护人员处理。对于在日维护中出现的一般故障，雷达操作员就可进行排除，而在多普勒天气雷达在长期的运行中，也会针对设备进行各种维护以便保持设备状态。

1.1发射系统维护

在多普勒天气雷达正常工作状态下，发射机不会存在故障，在出现了元件故障时也可轻易排除。为了防止发射机故障的发生，一般在每三个月的时候进行一次防御性维护，其主要维护内容是清灰处理，即清理发射机柜的进风口、出风口以及聚焦线圈进风口滤尘网中的灰尘。脉冲变压器油箱要每年检测一次，其目的是检查油箱中介电强度如何，每隔半年定期检测电表读数以及测试点波形、参数。同时也要定期检测控制板3AI上指示灯功能是否正常[1]。

1.2天线系统维护

每半年检查一次天线座的水平，在发现天线座超出误差的范围需要及时调整。天线座的清洁工作也是维护的项目之一，每三个月做一次天线座清洁工作，清理表面时需要使用清水，在清理内部时禁止使用含水成分的液体，用吸尘器清理内部即可，在做清洁工作时注意密封垫以及各部位端盖是否正常。定期检查天线座的使用情况，将方向门盖板及其它需要检测点盖板摘除，检测内部插头和连接处是否存在松动情况以及脏污情况，清除内部元件灰尘，检测清理完毕后将天线座各个盖板复原，按时将减速箱及方位油池换一次油，保证天线座的润滑状态。

1.3其他设备的维护

为保证多普勒天气雷达的整体运行性能，应按时检查维护其他附属设备，包括检查维护UPS、油机及配电箱。定期检测UPS电池段的电压是否在正常范围内，在长期工作状态下，需要人为控制中断供电，保证UPS带负载进行供电，从而使其工作寿命延长[2]。定期检测电瓶电压及柴油发电机水位状态、油位，按时更换机油过滤器，在冬季寒冷时期需要添加防冻液，使设备保持在正常的温度工作。定期检测配电箱各接线柱及开关工作状态，注意电压是否正常。

2日常故障及维修

2.1回波故障

多普勒雷达正常开机加高压运行后，终端实时处理程序内强度场回波正常，但是，速度和谱宽场无回波，监控程序各测试点没有任何故障报告。发生此问题是因为接收机带通滤波器之前回波信号并未分离，根据强度场判断该处以前的电路是否正常，如果传输正常，则采集器和网络都应正常，这时，可重点测试各模块信号输入输出端口，找出具体的故障点。对回波故障的维修应先从信号处理器入手，尝试更换备份的加速版，如果重新开机后故障仍存在，则可把信号处监控面板开关置于检测档，根据终端强度、速度场的色环回波判断信号处理支路是否故障；如果上述内容均正常，则需检测信号处理面板的I、Q信号输入端口。这时发现，均只有几毫伏的量，并且信号波形异常。由此可以判断，接收机故障。打开接收机的电源，依次测试相关器件，判断具体的故障部位，更换备件后，开机加高压回波即可恢复正常。

2.2雷达天线动态故障

在多普勒雷达系统使用的过程中，天线座动态出错、报警强制系统待机时不可操作都属于雷达天线动态故障。导致这种故障的原因有多种，所以，可采取由难到易的方式进行一次检测。先清洗雷达碳刷和滑环，如果故障仍然存在，可使用RDASOT软件进行不同方位和仰角连续转动的检测；如果出现错误信息，但是，方位正确，仰角出现抖动和角码闪烁时则说明是仰角的问题。进一步测试电阻值和波形，如果出现抖动，则说明确实存在仰角故障，需进一步检测；如果更换5A6数字板和模拟板，故障仍然存在时，则需检测上、下光纤板；如果发现上、下光纤板存在问题，则可以采取直接更换故障光纤板雷达天线的方式，这样雷达天线便可恢复到正常的状态。

2.3发射系统故障

发射机采用大功率速调管线性放大技术，具有消除地面杂波和精确测量风速的基本条件。由于发射机按模块化设计，任何一个模块故障都容易被检测到。在使用过程中发现，夏季故障发生的概率比较高，由于气象雷达发射机产生的功率较大，在使用过程中会产生高热。如果在气温偏高的夏季长期使用该设备，可能会导致发射机系统内个别模块的元件参数发生变化。容易发生故障的元件有聚焦线圈电源、BOOSTER板电源被烧坏，驻波比告警等故障，严重影响了发射机的正常工作。为了避免发生以上故障，可根据地方气候和雷达机房的具体情况尽量减小机房空间，在高温时节可增设降温空调，值班人员要及时与预报员沟通，在没有航班或天气较好的情况下，要关闭发射机的高压，减少其持续工作的时间，使机房温度保持在20°～21°的范围内，延长速调管的使用寿命，采取多种措施，确保发射机不受故障的干扰，有效地提高工作效率。

2.4波导故障

开启高压接通后，高压电压、高压电流和指示灯显示都正常。在接收监控分机中，除了对数检波电压无变化外，其他均正常。这说明，当发射机正常工作时，可能是接收机或馈线部分各波导段发生故障。鉴于此，可检查接收机的灵敏度、连接电缆和馈线中的波导段是否正常，如果发现都没有异常，则可判断故障位于天线座内。打开天线座上的仓盖发现，方位旋转关节上的直波导随天线方位旋转被扭断。这时，需联系设备厂商重做波导，并更换方位旋转关节，以排除故障。

3结语

气象雷达建设目的主要是为国家经济建设、社会稳定提供保障，为改善生态环境提供科学依据，为减少自然灾害对农林业影响服务，因此非常有必要做好雷达的日常维护维修工作，熟练掌握系统原理和故障处理办法，保障雷达系统的正常工作效益。

参考文献：

[1]刘志澄.新一代天气雷达系统环境及运行管理[M].北京：气象出版社，2017.

[2]袁希强；杨传凤；吕庆利；刁秀广；黄磊；隋岩；；CINRAD/SA雷达回扫充电控制电路调试技巧及故障处理[J]；气象科技；2016年03期

[3]汤建国；周良；吴嘉伟；黄新时；；CINRAD/SA雷达经典故障检修8例[A]；2010第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C]；2016年

[4]民，熊毅，柴秀梅，王全周，崔炳俭.新一代天气雷达退数据模糊方法探讨.气象环境科学.2015，33（1）：17-23.

[5]谢承华.SZ相位编码与批处理退距离折叠的比较分析.计算机应用与软件a.2017.29（1）：74-77.