数字化天气雷达常见故障案例分析

引言

天气雷达主要用于探测、监视云雨目标在空间的分布，以及测定降水云的气象目标参数，是气象短时预报的主要探测设备之一，为决策人员和预报人员提供实时气象资料，以提高极端恶劣天气预测能力，为防灾减灾提供有效信息支撑。

本文针对常规型数字化天气雷达在实际工作中常见故障情形进行了详细介绍和案例分析，并对天气雷达日常维护中需重点关注的环节进行了说明。

一、常见故障案例分析

（一）故障一

故障现象：雷达开机自检过程中，天线水平转动正常，垂直摆动无法停止，自检无法完成。

故障分析：雷达开机后天线转动一周做自检，触发方位角微动开关，微动开关闭合后，天线产生负脉冲送入天控驱动板上的整形电路，整形电路输出一个正脉冲方位信号送入天控微机板，使天线方位停止；同理，俯仰角微动开关闭合，天线俯仰停止，天线自检完成。根据雷达开机自检原理分析，可能出现的原因为：一是微动开关接触不良或损坏；二是天控驱动板上脉冲整流电路损坏。经检查，俯仰角齿轮舱处于天线外部，俯仰角齿轮舱进水，导致微动开关接触不良, 引起雷达俯仰角不正常。

故障排除：利用相关工具，将俯仰角齿轮舱打开，将齿轮舱内积水排出，更换俯仰角微动开关，并对俯仰角齿轮舱外围进行密封处理，确保其密封良好，防止进水，故障消除，雷达恢复正常工作。

（二）故障二

故障现象：雷达开机后，天线方位角转动，俯仰角不转动，其他无报警。

故障分析：雷达天线方位角可动，判断总电源无故障，疑似俯仰角电路故障。可能原因为：一是俯仰角电机外部线缆接口松动；二是配电分机“俯仰”保险丝损坏。

故障排除：检查交流电源提供给配电分机变压器是否正常，检查配电分机“俯仰角”保险丝以及是否输出端有交流 220V 电压，此电压经配电分机变压器后，为天线俯仰驱动电机提供电枢电压都正常，检查俯仰角电机外部线缆接口，常年受到风吹日晒雨淋，致使俯仰角电机接口处松动，传输信号阻断，从而使俯仰角不转动，经更换俯仰角电缆连接接口，故障消除，雷达恢复正常工作。

（三）故障三

故障现象：雷达加高压后，本振电压指针不稳，来回摆动，电脑终端回波显示弱。

故障分析：正常状态下，不加高压时，本振电压在一定范围内波动；加高压后，自动（AFC）进入追踪状态，本振电压应为一固定值。当追踪信号减弱时，会导致本振指针摆动，从而电脑终端回波显示弱。

故障排除：当追踪信号弱时，首先要将自动（AFC）追踪切换到手动（MFC），用示波器线缆连接机柜后方 XP01 和 XP02 端口，示波器测量信号波之前，必须要进行校准，示波器波形为电压为 0.5V、频率为 1KHZ 的正弦波，高压状态下，将天线角度打至地物回波最强点，手动微调本振上方旋钮，观察示波器界面上追踪信号的强弱，将追踪信号强度调至最大后，切换到自动（AFC）追踪信号，观察同一目标物下，手动（MFC）追踪信号与自动（AFC）追踪信号强度是否相对一致，若两者相近，关高压，再次加高压，观察电脑终端显示回波情况，直至终端回波显示画面正常，否则重新调试。如果实在调整不好，就可能是信号处理板或磁控管不良，应先更换信号处理板，观察是否正常，不正常应更换磁控管，再按上述方法调整，进行更换磁控管时，应将对其老练，同时记录磁控管使用时长。

（四）故障四

故障现象：雷达开机天线自检时，俯仰角电源报警，俯仰角不动，方位正常。

故障分析：一是俯仰角电机连接线是否松动、脱落，二是配电箱中俯仰角保险丝是否正常。

故障排除：在开机过程中由于恶劣大风天气风速过大导致天线负载过大，先检查俯仰角电机线缆是否连接好。再用万用表打到蜂鸣档位，红黑表笔相连接，是否发出蜂鸣声，目的让万用表作自检，否则更换万用表，拉出配电分机，取出俯仰角保险丝，用万用表红黑表笔连接保险丝两端无发声，俯仰角电源保险丝击穿、熔断，更换俯仰角保险丝，故障消除，雷达恢复工作状态。

（五）故障五

故障现象：雷达开机后，终端显示网络无法连接，终端无显示方位角及俯仰角数码。

故障分析：一是终端电脑与雷达信号处理分机网络连接是否正常，二是信号处理板是否正常。

故障排除：雷达从接收分系统传输回来的视频回波信号，经过信号处理分系统转换成数字回波信号、数字角码信号，送往数字终端系统，应先检查电脑终端与雷达信号处理分系统连接的网络是否正常，再检查信号处理分机中的信号处理板是否损坏，进行更换。

（六）故障六

故障现象：开机后出现误报警，运行稳定后消除。

故障分析：雷达运行工作时，会产生大量热量，温度过高影响雷达探测数据精确性及其使用寿命的关键因素，同时极易出现设备精密仪器故障以及误触发报警故障。判断疑似纱网堵塞和排气扇损坏或环境温度过高等因素导致散热问题。

故障排除：在日常巡查过程中，一是控制雷达机柜室内温度保持 15-20 度左右，二是仔细检查机柜纱网是否堵塞和排气扇是否正常运转，除此之外，磁控管的散热性能也会影响雷达终端显示图像的清晰度，对于该类问题，应加强检测，保证磁控管处于良好的工作状态。

二、日常维护注意事项

（一）每天进行机房和雷达工作室外部擦拭和检查，观察各接插件是否接触良好、紧固，正常开机加发射高压, 并作显示画面检查。

（二）观察发射分系统磁控管电流指示，检查机柜内各散热风扇运转是否良好，对新磁控管或长时间不用的磁控管，安装时要进行老练，目的消除管内残余气体，避免打火 [1]，并记录相应的工作时间。

（三）对天线单元进行清洁擦洗和涂漆，对于天线单元外漏各紧固螺钉涂油，防止生锈，在夏秋季雷雨天和寒冷季节应对天线外漏套上防护套，使用时及时清理并加强检查，我国大部分地区每年二、三月份就进入了雷暴期，雷暴终止期一般在九、十月 [2]，所以在这个季节阶段期，需要特别注意，遇到雷雨天气，应将电源和网络连接断开，防止发生雷电时，雷达会受到雷电感应损坏元器件，尤其是雷电对信号处理板的损坏。

（四）检查放电管电流是否正常以及对波导管检查密封情况，防止打火，使雷达终端回波信号衰减。

（五）因雷达中的元器件，在通电工作时都要散热，温度过高，会造成故障，应雷达机柜是保持 15-20 度左右，空调器使用季节过后准备收藏前，应在晴天让风扇连续转6 小时，使其内部干燥。

（六）维护方位角和俯仰角阻流关节，用棉花吸入酒精，清理天线底座汇流环中的杂质，检查方位角阻流关节，观察俯仰角齿轮舱内部是否进水，检查俯仰角阻流关节，对方位角及俯仰角减速箱中的陈油放干净，用汽油清洗各机件，待晾干后，加入适用型号的润滑油。

（七）夏季对雷达橡胶制品检查，需要时可适当涂上滑石粉，发现发黏变软及时更换，各转动部分润滑脂不宜过多，以免温度过高润滑脂变稀而滴落，不要用汗手触摸电触头和波导管内壁，防止汗水滴入机件内引起锈蚀，保持雷达散热装置良好运行，严寒季节做好保温处理，盖好机器布罩，减少电缆导线活动，因冬季穿着笨重，工作不便，避免破坏各设备的开关、旋钮等。

（八）清理、检查和维护全套雷达备用器材，进行增补和登记。

三、小结

本文通过对某型数字化天气雷达常见故障检修的问题进行了分析研究，介绍了在日常工作中如何做好雷达各部件维护和保养，以减少雷达故障发生率。随着设备的不断更新换代，要求雷达技术人员在熟知装备性能参数、操作规程的基础上，要加强装备的特点研究以及运维中的经验总结，掌握常见故障排查与检修方法，不断提升业务能力，为防灾减灾提供更为及时准确的气象信息支撑。

参考文献：

[1] 气象雷达维护与维修/ 马胜萍主编 .- 北京：气象出版社，（2014.4. 第一版 .169 页）

[2] 应用气象学 / 胡毅等编著 .-2 版 .- 北京：气象出版社，2005.1（2010.8重印 .223 页）