L波段測風雷達故障分析與檢修方法

文/郭建江

高空探測數(shù)據(jù)采集的準確性和精確度完全取決于L波段雷達的運行狀況。為了保證雷達的正常工作，對探空站L波段進行全面、細致、高效的維修和保養(yǎng)，是雷達正常穩(wěn)定運行的前提。本文對L波段雷達系統(tǒng)的幾種故障維修方法進行了淺析和探討。

1 L波段測風雷達綜述

1.1 L波段測風雷達的關鍵作用

L波段測風雷達經(jīng)過十幾年可靠穩(wěn)定的運行，現(xiàn)已普及到全國各個高空臺站。形成氣象高空探測網(wǎng)，并已成為世界高空氣象探測網(wǎng)的重要組成部分。利用L波段測風雷達采集的高空氣象要素為精準數(shù)值天氣預報和氣象服務提供高質(zhì)量可靠的觀測數(shù)據(jù)。L波段測風雷達的重要性不僅限制于天氣預報的準確性和快速性。能更快速、更安全地測量測風數(shù)據(jù)、風向和風速等高空風氣象數(shù)據(jù)。這是L波段測風雷達在天氣預報中的另一個重要功能，也是一項常用功能。所以，L波段測風雷達具有多種測風功能，能夠安全、準確、快速地提供最新的高空氣象要素。

1.2 雷達探測精度

L波段測風雷達利用升空氣球攜帶的探空儀探測出的溫、壓濕氣象數(shù)據(jù)非常精準。依據(jù)相關氣象資料分析，L波段測風雷達探空高度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確度同我國80年代初期使用的59-701雷達系統(tǒng)有較大的提高。因此，越來越多的高空氣象風向預報將使用L波段測風雷達實時測量的數(shù)據(jù)。溫度探測達到北美區(qū)域探空儀水平，L波段高空氣象探測系統(tǒng)矢量風誤差好于北美區(qū)域探空儀的水平，總體上達到20世紀90年代中期世界先進水平。

2 L波段雷達維護方法與故障分析

故障排除的關鍵是正確分析故障原因，分析故障原因是基于準確的故障現(xiàn)象點的判斷，有必要對實際故障現(xiàn)象進行確認。因此，需要采取適當?shù)姆治龊团袛喾椒?，以達到“準、穩(wěn)、狠”的效果。對比分析和“信號相關分析法”為判斷故障現(xiàn)象、故障分析方法、故障排除方法、雷達快速維修的實踐和經(jīng)驗提供了依據(jù)，滿足了高空氣象雷達技術保障的要求。

圖1：GFE（L）1型測風雷達系統(tǒng)方框圖

2.1 L波段雷達信息比較分析法

信息比較分析法是以維護方法和正常狀態(tài)充分融合，以正常狀態(tài)對雷達參數(shù)進行支持，基本資料介紹雷達狀態(tài)變化前后的基本信息，獲取故障前后的失效現(xiàn)象，確定故障的原因和分析的主要依據(jù)。L波段雷達正常狀態(tài)的基本信息包括雷達的靜態(tài)參數(shù)，動態(tài)參數(shù)和狀態(tài)指令。

2.2 信號相關分析法

整個L波段雷達是有九個分系統(tǒng)和電源系統(tǒng)組成一個整體，各分系統(tǒng)是相互影響、相互制約相互關聯(lián)的。信號關聯(lián)分析是以整個雷達為基礎，研究組件與室外天線部分連接關系，即在整個檢測系統(tǒng)中分析擴展子系統(tǒng)、分系統(tǒng)和功能面板（模塊和控制盒）的獨立性和相關性。所謂獨立性，是指在整個檢測系統(tǒng)中，分機和單元電路的連接和作用。相關性是指完成功能所需的外部條件，包括各部分之間的相互作用、控制關系、控制方法等。它還包括空間中各種信號的相互滲透和相互補充，以避免被視為孤立和靜止的故障。

檢修過程的基本原則：由整體看局部，按照某個線索查究事情真相，逐級檢查。這個線索是各個部分之間的有機聯(lián)系，主要體現(xiàn)在整個機器的信號處理，查出故障的原因。通過對線索的分析判斷，利用對疑慮點的檢查判斷結果，可以快速地觸摸到真實故障原因，從而甄別出故障部位，迅速排除故障。雷達故障診斷是一個復雜的過程，從故障現(xiàn)象的觀察——故障原因的分析——明確故障方向——確定故障排除聯(lián)鎖。包括L波段雷達系統(tǒng)和主分機功能板、功能框圖和信號流程圖，實現(xiàn)基本工作原理的有機結合，是全局把握的基礎。雷達功能框圖闡明了雷達工作的基本原理和各部分的主要功能，為雷達故障分析奠定了基礎。

信號流程圖給出了整個信號走向、分配的變化趨勢，闡明了各功能模塊之間的控制相關性，是分析雷達故障原因和確定維修雷達方向的主要途徑。一旦發(fā)生故障，根據(jù)故障現(xiàn)象，功能塊圖是用來確定系統(tǒng)中的故障，以及故障的位置是由信號流圖確定，這樣我們就可以迅速分析故障的原因，迅速而明確地界定維修方向，快速定位故障的位置，并迅速消除故障的目標。例如，角度自動跟蹤正常，手動失靈。根據(jù)圖1，手控盒、終端接口11-4，天控照處理板11-6和它們之間的傳輸線路是由手動跟蹤的影響。圖1顯示，發(fā)射電流有關構件：終端接口11-4、發(fā)射控制11-2以及測距分系統(tǒng)11-3等。

3 結束語

L波段測風雷達具有智能化、集成化、精細度高這三大特點，為了能夠熟練掌握和靈活應用L波段測風雷達，相關的雷達技術保障人員有必要不斷地學習和掌握雷達的整體框圖和信號流程圖。為確保雷達的正常運行，每個人探空人員也都要相互配合，值班時遇到雷達故障，一定要描述清楚故障現(xiàn)象與故障原因，為雷達保障人員準確判斷出故障點提供依據(jù)。我們還需要充分發(fā)掘每個探空值班人員的聰明才智、潛能，同時努力解決實際工作中遇到的問題。最后消除故障，保證L波段雷達正常運作。

參考文獻

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