L波段雷達天線驅動報警故障分析

李娜++蘭小建

摘要：在日常高空氣象探測業務中，L波段雷達常常出現意想不到的故障，如何排查確定故障的位置，使雷達盡快恢復正常運行，顯得尤為重要。本文通過分析衢州市國家基本氣象站2013年L波段雷達的使用情況，針對L波段雷達天線驅動報警問題，從故障的表現到解決問題的方法，進行了詳細的闡述，僅供從事高空氣象探測業務人員參考。

關鍵詞：L波段雷達；E報警；故障；分析

中圖分類號： TN959.4 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.15.075

高空氣象探測是氣象業務的基礎， 是天氣預報、氣候分析、科學研究和國際交換的氣象情報和資料的主要來源[1]。L波段雷達是我國自主研制的新一代專用于高空氣象綜合性探測雷達，L波段雷達的應用大大提高了高空氣象數據的探測精度和觀測密度[2]。L波段雷達系統是實現大氣監測自動化建設的重要內容，它實現了自動跟蹤、檢測控制、數據錄取處理及各種氣象產品報表的自動生成，減輕了氣象探測人員的勞動強度。但在L波段雷達系統運行過程中，雷達會出現突發問題，這不僅僅影響了站組與個人的高空氣象探測的質量，也影響了天氣預報的準確性。本文針對2013年L波段雷達天線驅動報警故障現象和工作實踐，總結實際解決處理問題經驗方法，供從事高空氣象探測業務人員參考。

1 資料和案例來源

1.1 資料來源

2013年1月1日～12月31日，L波段雷達觀測資料來源衢州市國家基本氣象站。

1.2 案例來源

2013年衢州市國家基本氣象站L波段雷達觀測中，共發生故障報警51次，故障發生頻率較高，占總放球次數的6.99%，通過對雷達天線驅動報警發生的過程、發生原因及其排除方法進行分析、總結，使從事高空氣象探測業務人員增進解決實際問題能力。

2 結果與分析

2.1 故障發生頻率

在2013年1月1日～12月31日衢州市國家基本氣象站L波段雷達觀測中，共發生L波段雷達天線驅動報警51次，占總放球次數的6.99%。出現次數最多的是2013年8月，共計出現33次；其次是2013年3月，出現了10次；2013年9月，出現了8次。

2.2 天線驅動報警故障的表現與影響

天線驅動報警故障發生時，雷達的仰角或方位會卡死、軟件上紅燈報警閃爍，軟件模擬雷達停止轉動。驅動箱E報警、A報警燈亮。出現這種情況，將導致測風數據缺失，從而中斷了探空資料的完整性。天氣圖上該站某高度上的資料缺失，影響了預報的準確性。

2.3 產生天線驅動報警的原因及解決方法

2.3.1 方位驅動報警的原因及解決方法 方位驅動報警（A報警）主要是方位驅動控制信號受干擾或方位機械鏈接卡住造成過負載引起。方位驅動報警故障往往是與發射機相關的。L波段雷達天線驅動電機對控制信號的要求比較高，方位驅動電機位于雷達天線座，與雷達發射機在同一個倉體內，發射高壓產生的電磁信號對驅動電機會有較大干擾。若出現干擾的話，可將方位驅動電機及插頭重新包裹，再將驅動電機上的兩根電纜全部放入鋁罩內，使屏蔽效果達到最好，從而減少這種現象的發生。有時雷達發射機有問題，開發射機后過負載引起電源電壓下跌，也會導致方位驅動電路不正常而出現方位驅動報警現象。若是雷達發射機問題引起的方位驅動報警，要注意透過現象看本質，及時修復發射機。

上述方位驅動報警故障在關閉發射機，重啟天線驅動模塊后會恢復正常，若多次重啟天線驅動模塊故障現象仍存在，則應考慮是否方位機械鏈接卡住。此時可斷開同步機線纜，用手推動天線方位試試，正常情況下應比較輕松就能推動的。若推不動，則要檢查方位齒輪等機械部位是否卡住，切不可強行地大力推動天線方位轉動。

2.3.2 仰角驅動報警原因及解決方法 仰角驅動報警（E報警）一般是天線座內的匯流環與刷架之間接觸不良所導致。因為仰角編碼器的信號會通過匯流環，在空氣濕度較大時，刷架和匯流環之間摩擦產生的碳粉不會自然掉落，長時間的摩擦，會在匯流環上產生碳垢。出現這種情況，首先要檢查天線匯流環上是否有碳垢，若有的話，把刷架取出，用酒精對刷架和匯流環擦拭干凈，并通風晾干，使之接觸良好。為減少這類現象出現，還應在每次雷達月維護時注意清潔匯流環及刷架。

若經過擦拭后，雷達仍頻繁出現E報警，就用該用排除法，分段逐一檢查，找到問題的根源。2013年3月4日～3月9日期間，每個班次均出現仰角驅動E報警現象。在排查故障過程中，我們先檢查匯流環，經過擦拭后，報警現象仍未排除，考慮是否電纜出問題，更換新的電纜線后，故障仍舊存在。在排除了匯流環到仰角驅動模塊間故障的可能后，我們檢查匯流環至俯仰驅動模塊線路是否有問題。最后利用萬用表在對匯流環至WT9線纜接頭逐一檢查時，發現匯流環上有一組接線焊點出現了虛焊，重新焊接后，E報警故障排除。2013年8月3日～9月24日間一共出現了41次E報警現象，通過擦拭匯流環，線路排除，焊點檢查等一系列的排查，最后發現是低頻關節倉里，連接匯流環上碳刷架的一個螺絲松動造成的。重新擰緊鏈接匯流環碳刷架的螺絲后，故障排除。

3 結論

通過分析2013年1月～12月間L波段雷達天線驅動報警的現象，發現故障原因不外乎機械故障、信號干擾、電源問題、接觸不良等幾類現象。要保證雷達的正常運行，除了做好定期維護、檢查工作外，還應該有在遇到問題后，慢慢排查問題的耐心和堅持。有條不紊的排查每一段可能發生故障的線路。這就需要平時多思考、多動手、肯鉆研并在解決問題后及時的寫好書面總結，以便不斷提高維修處理雷達突發故障的經驗。

參考文獻

[1] 張立功，陳志斌，王勇，等.L波段雷達——電子探空儀系統對比觀測分析[J].氣象科技， 2007，35（1）：123-125.

[2]吳月友.L波段雷達工作原理及維修保養方法[J].氣象水文海洋儀器， 2014，（01）：103-106.

作者簡介：李娜，本科學歷，衢州市氣象局，工程師，研究方向：大氣探測。