C波段雙偏振多普勒天氣雷達伺服系統檢修實例

63801部隊氣象雷達站 四川 西昌 615012

1 引言

C波段雙偏振多普勒天氣雷達(亦稱C波段雙偏振雷達)主要用于探測、監視場區周圍400km范圍內,垂直高度20km以下的降水、雷暴、中尺度氣旋、颮線、風切變、下擊暴流、冰雹、凍雨、凍結層、融化層等天氣目標。全面獲取200km范圍內的風場、大氣湍流狀況、降雨類型、降雨強度、降雨量分布以及降雨云內部粒子相態、粒子尺度譜分布等信息;處理生成探測區域降水量、降水類型、雷暴、大風、下擊暴流等氣象保障產品。大大提高氣象系統對短時臨近天氣的保障能力,從而更好的發揮氣象系統輔助決策和技術支持的重要作用。

2 伺服系統組成

C波段雙偏振多普勒天氣雷達伺服分系統可以接收綜合機柜中伺服分機本地控制發出的操作指令或雷達終端室主微機、監控模塊經監控分系統送來的操作指令,經過相應軟件的運算和處理,產生驅動信號去控制天線作多種方式的掃描運動,以滿足氣象探測的需要,同時接收天線位置(方位角和仰角)信息,并經過量化后送往信號處理分系統。

伺服分系統內部的BITE對本分系統的故障信息進行檢測,并將故障信息送往監控分系統,進而在雷達終端顯示器上進行顯示。

伺服分系統由伺服控制板、方位和俯仰驅動器、本地控制鍵盤和顯示面板以及開關電源組成,如圖1所示。

圖1 伺服分系統組成圖

伺服分機的故障基本是板級的故障,通過更換備件,相對易于排除。天線轉臺內部的故障相對較難以定位,需要清楚信號走向,并在各個器件之間進行測量,并最終將故障定位,通過更換器件或維修的方法解決故障

3 常見故障現象

3．1 天線方位或仰角定位不準

故障原因

a)伺服控制板上A/D轉換模塊損壞

b)天線方位或俯仰減速機前面的小齒輪與大齒輪之間的間隙增大

故障排除過程

a)在監控終端軟件觀察沒有R/D故障;(如果報R/D故障,且在伺服分機本地觀察本地顯示不穩定,在天線不轉動的情況也頻繁跳動,則更換伺服控制中的R/D模塊備件)。

b)在天線不轉動的情況下,人工輕推天線,發現在水平方向左右晃動較小,在垂直角度上下晃動較大,可能是由于俯仰減速機前面的小齒輪與扇形齒輪之間的間隙較大造成的;

c)調整間隙,更換小齒輪后,故障排除,雷達恢復正常。

3．2 轉臺轉動時噪音大

故障原因

方位(俯仰)電機或減速機損壞

故障排除過程

a)雷達整機斷電,打開天線轉臺維修蓋板,取下天線轉臺轉接板上的方位信號和方位電機電纜,取下匯流環上的俯仰信號和俯仰電機電纜;

b)用手推動天線作平掃轉動,轉臺內部噪音較大,用手摸方位電機底部有較多的油滲出,用手推動天線作上下轉動,轉臺內部噪音較小,判斷方位電機或減速機損壞,俯仰方位電機或減速機正常;(反之,判斷俯仰電機或減速機損壞,方位電機或減速機正常)。

c)可將方位電機拆下,再轉動天線,異常響聲仍然存在,可判斷為方位減速機損壞,將拆下的電機用手轉動,感覺非常輕松且無異常響聲,可判斷為方位電機工作正常;

d)更換方位減速機后,噪音消除,故障排除,雷達工作正常。

3．3 顯示方位角度亂跳

故障原因

方位旋轉變壓器損壞或伺服控制中的R/D模塊損壞

故障排除過程

a)關閉伺服分機電源;

b)將伺服分機背板上方位信號和俯仰信號線對調,結果仍然是方位角度亂挑,仰角正常,判斷伺服控制中的R/D模塊工作正常;(如果更換后方位顯示正常,仰角亂跳,則可判斷伺服控制中的R/D模塊損壞,更換備件)

c)更換方位旋轉變壓器后,故障排除,雷達工作正常。

注意:更換旋轉變壓器前,需注意將接線關系記下,便于更換后電纜的焊接。

4 小結

雷達的伺服系統結構復雜,元件種類多,除了電阻、電容、晶體管等無線電常用元件外,還有多種型號和用途不同的電機,以及精密的齒輪傳動機構。而且系統調整復雜,要求精度高,易于發生故障,給維修帶來了一定的困難。要求機務維修人員要了解雷達整個系統的工作原理及各元器件的性能,隨時掌握系統的運行狀況,當系統出現故障時,要及時分析故障原因,想辦法加以排除,事后要及時總結經驗,提高維修水平,這樣才能保證雷達的持續正常運轉。