多普勒天氣雷達的日常維護及故障維修

李珂

摘 要：多普勒天氣雷達具有較強的檢測、預警功能，被廣泛應用于各級氣象部門中。根據多普勒天氣雷達多年的運行經驗，總結出集中常見的雷達故障和相關的維修辦法，同時，還提出了相關的日常維護措施，以確保雷達能夠長時間處于正常運行的狀態。

關鍵詞：多普勒天氣雷達；雷達維護；故障維修；天線座體

中圖分類號：P412.25 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.153

多普勒天氣雷達是一種相干雷達，它主要采用的是無線電技術、信息處理技術和計算機應用技術，其被應用于氣象探測、追蹤小尺度天氣系統等多方面，具有很強的預報和警報功能。多普勒天氣雷達是一部高性能數字化雷達，主要是由天線罩、天線系統、發射系統、接收系統、監控系統和終端顯示系統等多部分組成的，是中短期臨近天氣預報的重要檢測工具，對氣候監測和科研有重要的意義。因此，為了保證雷達系統能夠正常運行，提高其觀測性能，相關工作人員有必要了解雷達各系統的工作原理，掌握其維修技巧，防止故障發生。由于雷達長期處于運行狀態，各部件的運行時間也比較長，所以，筆者根據近些年雷達的使用情況，分析了雷達使用過程中的日常維護和故障維修方面的內容。

1 日常維護措施

多普勒天氣雷達的工作周期比較長，所以，對雷達的維護工作主要分為日維護、周維護、月維護、年維護和不定期保養，以便能夠及時發現問題、排除問題，使設備恢復正常的運行狀態。在維護的過程中，要逐項檢查和記錄工作儀器、元件的相關情況，以便日常維護和日后的經驗總結。

1.1 天線座體維護

對于天線座，可半年檢查一次天線座的水平，超出誤差范圍的要及時調平。同時，要做好天線座的清潔工作，按照規定的要求，三個月做一次清潔，注意天線座底各部位端蓋和密封墊是否完好。在清潔其表面時，要使用清水，內部要使用吸塵器清理，禁止使用含水成分的液體清洗內部元件。要定期檢查天線座的狀態，把2個方位門蓋板和其他檢測點蓋板摘除，檢查內部各插頭接觸處是否有松動或臟污，導波旋轉關節是否良好，及時清除元件上的灰塵，并修補劃痕，檢查清理后將蓋板復原。另外，還要注意天線座的潤滑情況，每3個月和每12個月潤滑一次天線座的中齒輪和仰俯減速箱輸出軸承，減速箱和方位油池6個月換一次油。

1.2 發射機系統維護

一般情況下，發射機不會出現故障，即便出現元件故障也是比較容易解決的。為了防止故障的發生，可進行防御性維護，3個月進行一次，主要清潔發射機柜進風口、出風口和聚焦線圈進風口濾塵網上的灰塵。同時，要定期檢查控制板3AI上指示燈的功能，每年檢查一次脈沖變壓器油箱中的介電強度，每半年檢查一次電表讀數和測試點波形、參數等。

1.3 附屬設施的檢查和維護

為了保證雷達的整體性能，要注意其附屬設施的檢查和維護工作的落實情況。附屬設施主要包括UPS、油機和配電箱。在檢查時，要注意檢查UPS輸入輸出電壓等參數是否在正常范圍內，定期測量UPS電池端的電壓，如果長期不停電，則需人為中斷供電，使UPS帶負載供電，進而延長其工作壽命。定期檢查配電柜各接線柱和空氣開關的工作情況，查看輸入輸出電壓是否正常；定期檢查柴油發電機水位、油位，檢查電瓶電壓，及時更換機油、空氣和機油濾清器。另外，在天寒時節，要注意添加防凍液，以確保設備處于正常的待機狀態。

2 日常故障及維修

2.1 回波故障

多普勒雷達正常開機加高壓運行后，終端實時處理程序內強度場回波正常，但是，速度和譜寬場無回波，監控程序各測試點沒有任何故障報告。發生此問題是因為接收機帶通濾波器之前回波信號并未分離，根據強度場判斷該處以前的電路是否正常，如果傳輸正常，則采集器和網絡都應正常，這時，可重點測試各模塊信號輸入輸出端口，找出具體的故障點。對回波故障的維修應先從信號處理器入手，嘗試更換備份的加速版，如果重新開機后故障仍存在，則可把信號處監控面板開關置于檢測檔，根據終端強度、速度場的色環回波判斷信號處理支路是否故障；如果上述內容均正常，則需檢測信號處理面板的I、Q信號輸入端口。這時發現，均只有幾毫伏的量，并且信號波形異常。由此可以判斷，接收機故障。打開接收機的電源，依次測試相關器件，判斷具體的故障部位，更換備件后，開機加高壓回波即可恢復正常。

2.2 雷達天線動態故障

在多普勒雷達系統使用的過程中，天線座動態出錯、報警強制系統待機時不可操作都屬于雷達天線動態故障。導致這種故障的原因有多種，所以，可采取由難到易的方式進行一次檢測。先清洗雷達碳刷和滑環，如果故障仍然存在，可使用RDASOT軟件進行不同方位和仰角連續轉動的檢測；如果出現錯誤信息，但是，方位正確，仰角出現抖動和角碼閃爍時則說明是仰角的問題。進一步測試電阻值和波形，如果出現抖動，則說明確實存在仰角故障，需進一步檢測；如果更換5A6數字板和模擬板，故障仍然存在時，則需檢測上、下光纖板；如果發現上、下光纖板存在問題，則可以采取直接更換故障光纖板雷達天線的方式，這樣雷達天線便可恢復到正常的狀態。

2.3 發射系統故障

發射機采用大功率速調管線性放大技術，具有消除地面雜波和精確測量風速的基本條件。由于發射機按模塊化設計，任何一個模塊故障都容易被檢測到。在使用過程中發現，夏季故障發生的概率比較高，由于氣象雷達發射機產生的功率較大，在使用過程中會產生高熱。如果在氣溫偏高的夏季長期使用該設備，可能會導致發射機系統內個別模塊的元件參數發生變化。容易發生故障的元件有聚焦線圈電源、BOOSTER板電源被燒壞，駐波比告警等故障，嚴重影響了發射機的正常工作。為了避免發生以上故障，可根據地方氣候和雷達機房的具體情況盡量減小機房空間，在高溫時節可增設降溫空調，值班人員要及時與預報員溝通，在沒有航班或天氣較好的情況下，要關閉發射機的高壓，減少其持續工作的時間，使機房溫度保持在20°～21°的范圍內，延長速調管的使用壽命，采取多種措施，確保發射機不受故障的干擾，有效地提高工作效率。

2.4 波導故障

開啟高壓接通后，高壓電壓、高壓電流和指示燈顯示都正常。在接收監控分機中，除了對數檢波電壓無變化外，其他均正常。這說明，當發射機正常工作時，可能是接收機或饋線部分各波導段發生故障。鑒于此，可檢查接收機的靈敏度、連接電纜和饋線中的波導段是否正常，如果發現都沒有異常，則可判斷故障位于天線座內。打開天線座上的倉蓋發現，方位旋轉關節上的直波導隨天線方位旋轉被扭斷。這時，需聯系設備廠商重做波導，并更換方位旋轉關節，以排除故障。

參考文獻

[1]劉明峰，朱會蕓.多普勒天氣雷達日常維護使用與故障維修[J].管理觀察，2009（20）.

[2]王偉平.SA型多普勒天氣雷達故障維修綜述[J].中國科技博覽，2014（47）.

〔編輯：白潔〕