L波段氣象探空雷達(dá)常見(jiàn)故障分析及排除

黃雨婷

[摘 要]L波段氣象探空雷達(dá)具有操作方便、精確度高、采樣快速方便等特點(diǎn)，因此在氣象探測(cè)自動(dòng)化和數(shù)字化的改革下，為確保L波段氣象探空雷達(dá)性能的充分發(fā)揮，提高其使用壽命，就需要加強(qiáng)對(duì)常見(jiàn)故障的分析，并及時(shí)進(jìn)行故障的排除，促進(jìn)日常探空工作的正常進(jìn)行，有效提高探空資料的質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]L波段氣象探空雷達(dá)；常見(jiàn)故障分析；排除

[中圖分類號(hào)]TN959.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

L波段氣象探空雷達(dá)可以對(duì)高空中各類氣象要素進(jìn)行精確測(cè)量，比如氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度等。比如，在對(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，主要是根據(jù)探空氣球中的無(wú)線電回答器來(lái)進(jìn)行，回答器在接收到L波段氣象探空雷達(dá)的詢問(wèn)信號(hào)后，進(jìn)行信號(hào)回答，根據(jù)詢問(wèn)和回答之間的時(shí)間間隔以及回答信號(hào)的具體方位來(lái)測(cè)量?jī)烧咧g的距離、仰角、方位角等信息，然后計(jì)算出風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素。因此，L波段氣象探空雷達(dá)的運(yùn)作狀態(tài)和性能直接關(guān)系到探空工作的進(jìn)行，這不僅需要工作人員能夠按照正常的流程和作業(yè)規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，而且需要能對(duì)常見(jiàn)故障進(jìn)行準(zhǔn)確分析，及時(shí)進(jìn)行故障的排除，避免設(shè)備故障導(dǎo)致探空資料和氣象要素收集的不準(zhǔn)確。

1 L波段氣象探空雷達(dá)常見(jiàn)故障分析及排除

1.1 示波器中四條亮線兩兩不齊

矯正好的光電軸突然偏離，且四條亮線兩兩不齊，如果在L波段氣象探空雷達(dá)自動(dòng)跟蹤無(wú)異常的情況下，可以考慮往11-6板四個(gè)方面的程序方波進(jìn)行檢測(cè)，如果程序方波沒(méi)有電路故障且方波幅度存在偏差，則可以查看開(kāi)天線座和開(kāi)關(guān)管套中的二極管是否存在接觸不良或被擊穿的情況，或者檢查箱體內(nèi)部是否存在積水。一般而言，對(duì)損壞的11-6板、二極管或WT9電纜進(jìn)行更換，并將箱體內(nèi)存在的積水擦拭干凈，最終重新對(duì)光電軸進(jìn)行校對(duì)后可有效排除故障。

1.2 方位角卡死故障

L波段氣象探空雷達(dá)雖然具有自動(dòng)跟蹤的功能，但是因?yàn)檐浻布O(shè)備的配合不到位，或存在外界干擾的情況下，可能出現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能故障。這時(shí)，可以先手動(dòng)操作跟蹤目標(biāo)后再切換為自動(dòng)跟蹤，多數(shù)情況可以恢復(fù)正常。而方位角卡死故障主要是指切換為自動(dòng)跟蹤模式后，無(wú)法恢復(fù)跟蹤功能，或者存在不間斷的方位角卡死，造成目標(biāo)移動(dòng)慢，方位角讀數(shù)一直不變的故障，遇到該種情況時(shí)，可以考慮從電路板和機(jī)械傳動(dòng)這兩個(gè)方面做出檢查。首先檢查方位同步齒輪的間隙和吻合度，可打開(kāi)天線座，用螺絲刀將同步齒輪卸下后重新安裝，然后進(jìn)行跟蹤測(cè)試檢查。如果故障依然存在，可以考慮對(duì)驅(qū)動(dòng)箱進(jìn)行檢查，查看報(bào)警燈是否亮起，如果不亮則查看驅(qū)動(dòng)箱方位數(shù)字的變化，如果能明顯顯示探空氣球的移動(dòng)情況，則說(shuō)明驅(qū)動(dòng)箱是正常的。最后考慮方位軸角板和雷達(dá)角度差信號(hào)是否存在故障，必要時(shí)可直接更換通道盒、11-1板或11-8板。通過(guò)上述3個(gè)方面的檢查，可基本排除此類故障，保障探空數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性。

1.3 放球信號(hào)弱

示波器中四條亮線正常，但增益指示偏大，在檢查完接收機(jī)的原因后，可暫時(shí)不考慮小組天線和小組饋線的因素，一般而言，故障大多出現(xiàn)在總饋線環(huán)節(jié)，比如環(huán)流器、限幅器、隔離器和電纜等，總饋線是將射頻電磁能傳送給天線，再由天線將接收到的脈沖信號(hào)傳送給接收機(jī)，這些設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題均可能導(dǎo)致信號(hào)的衰弱，影響放球信號(hào)。所以，可以先檢查電纜是否存在松動(dòng)、短路或接觸不良的情況，并通過(guò)備用設(shè)備依次替換上述總饋線設(shè)備，可排查出放球信號(hào)弱的原因。

1.4 低仰角丟球重復(fù)出現(xiàn)

放球中期，仰角低于80°，示波器中四條亮線瞬間跳動(dòng)且不能恢復(fù)，繼而天線轉(zhuǎn)向出現(xiàn)問(wèn)題，造成探測(cè)數(shù)據(jù)變得雜亂無(wú)章，最終丟球，且上述情況重復(fù)出現(xiàn)。丟球會(huì)導(dǎo)致該時(shí)間段內(nèi)探測(cè)數(shù)據(jù)的丟失，加上故障具有間斷性和隨機(jī)性，檢查故障原因較難，影響到探空工作的進(jìn)行。從該故障出現(xiàn)的季節(jié)來(lái)看，其多為冬季，在排除電子元件故障后，可判定丟球的原因在于冬季氣溫。比如，低溫環(huán)境下電纜保護(hù)層硬化，容易導(dǎo)致內(nèi)部芯體和銅絲出現(xiàn)移位或斷裂，造成發(fā)射信號(hào)與屏蔽層之間打火，影響到L波段氣象探空雷達(dá)的信號(hào)接收，自動(dòng)跟蹤功能無(wú)法正常運(yùn)行。故障排除時(shí)，可檢查WT8、WT9、WT10、WT11四根電纜的接線頭是否存在松動(dòng)，是否存在打火痕跡，必要時(shí)可依次更換四根電纜，以排查出故障位置。

1.5 高仰角丟球重復(fù)出現(xiàn)

與上述分析大體一致，首先分析出現(xiàn)丟球的原因，和是否存在重復(fù)丟球的情況，比如是否存在探空氣球快速過(guò)頂、旁瓣抓球、飛點(diǎn)增多或受到天氣干擾等情況導(dǎo)致丟球。排除操作因素、外來(lái)干擾因素外，可判斷該情況是基于設(shè)備故障的原因。當(dāng)天線擺幅過(guò)大，則檢查饋源與極化方向是否一致，然后查看示波器中四條亮線是否兩兩不齊，并觀察增益指示是否跳變來(lái)判斷前端高放工作情況。另外，可懷疑程度方波芯線與電源存在接觸不良，可用電能計(jì)量裝置檢查WT9電纜是否存在斷開(kāi)的情況。一般而言，通過(guò)調(diào)整饋源與極化的方向，以及通過(guò)更換WT9電纜可有效解決高仰角丟球的情況，確保探空資料的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和時(shí)效性。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，L波段氣象探空雷達(dá)對(duì)高空探測(cè)的精確度要求較高，操作人員要想熟練對(duì)其進(jìn)行操作，就需要不斷對(duì)其工作原理和常見(jiàn)故障分析及排除進(jìn)行學(xué)習(xí)。特別是在其部分零部件老化后，各類故障出現(xiàn)的頻率較高，除了故障的排除外，加強(qiáng)對(duì)L波段氣象探空雷達(dá)的保養(yǎng)和維護(hù)顯得尤為重要。因此，L波段氣象探空雷達(dá)的正常運(yùn)作和高效運(yùn)行得益于氣象工作者們的共同努力，以促使日常探空任務(wù)的順利完成。

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