多普勒天氣雷達的原理與維護維修

龍英偉

（長春市氣象局，吉林長春 130051）

多普勒天氣雷達的原理與維護維修

龍英偉

（長春市氣象局，吉林長春 130051）

多普勒天氣雷達主要用于探測氣象要素和各種天氣現象，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。本文主要介紹了多普勒天氣雷達系統的組成、分類和工作原理；根據氣象雷達的運行情況，重點介紹了雷達的發射機、接受機及伺服系統的維護維修措施，以確保雷達能夠長時間處于正常運行的狀態。

多普勒天氣 雷達原理 維護維修

隨著數字技術，信號處理技術和計算機技術的飛速發展，多普勒天氣雷達作為目前世界上最先進的天氣監測設備，已經被廣泛應用于我國各地。多普勒雷達具有很強的預報和警報功能，在測量降水、強對流天氣等方面發揮重要作用。

1　多普勒天氣雷達的原理

1.1多普勒天氣雷達系統的組成和分類

多普勒天氣雷達是一部高性能數字化雷達，主要由天線、天線罩、信號處理器、伺服系統、發射機、接收機、波導管和顯示器等組成［1］。多普勒天氣雷達采用全相干體質，共有7種型號，其中S波段有3種型號，稱為SA、SB、SC；C波段有4種型號，分別為CINRAD-CB、CC、CJ和CD［2］。

1.2多普勒天氣雷達的工作原理

多普勒雷達利用多普勒效應進行定位、測速、測距等工作，當雷達發射出一定固定頻率的脈沖波對空掃描時，遇到活動的目標，回波頻率與發射波頻率出現頻率差，利用頻率測出目標對雷達的徑向運動速度，根據接受發射脈沖時間差測出目標距離，使用頻率過濾法檢測出強雜波中的目標信號。多普勒雷達具有比普通雷達更強的抗干擾能力［3］。

2　多普勒天氣雷達系統的維護維修

以下重點介紹多普勒天氣雷達系統的幾種典型日常維護及故障排除方法。

2.1發射機系統的維護與故障維修

對于多普勒天氣雷達發射機的維護首先要保證各風機工作正常。如果風機有異響先看風流量是否下降，沒有下降，滴少許潤滑油即可。若風流量下降，要及時更換。風機停轉時，首先檢查相應保險絲，有時會因保險絲燒毀出現風機停轉現象。為了防止故障的發生，可進行防御性維護，主要是定期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，檢查控制板上指示燈的功能，定期檢查脈沖變壓器油箱中的介電強度，及電表讀數和測試點波形、參數等［4-5］。發射機系統常見的故障現象有雷達正常開機，發射監控分機出現脈沖形成網絡過壓故障的指示。此時首先檢測放電觸發脈沖是否正常，然后檢測可控硅開關是否有損壞。

2.2接受機系統的維護維修

接收機系統完成微弱回波信號的接收放大、變頻、提取回波信息，同時也是完成系統自動標定的主要分系統。接收機處理的是微弱信號，器件損壞的概率較小，日常維護中以清理器件表面塵土為主。但也常受到環境溫度的影響較大，或因線纜未接好而有動態范圍變差現象出現［4］。

2.3伺服系統的維護維修

天線傳動是伺服系統重要組成部分，屬重大型機械。常規維護中要對方位齒輪軸、俯仰齒輪軸加注潤滑油，查看機械聯動部分有無變形；清洗匯流環，更新俯仰電機齒油。但也常出現天線動態錯誤報警，致使雷達強制待機。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［5］。

3　結語

氣象雷達建設目的主要是為國家經濟建設、社會穩定提供保障，為改善生態環境提供科學依據，為減少自然災害對農林業影響服務，因此非常有必要做好雷達的日常維護維修工作，熟練掌握系統原理和故障處理辦法，保障雷達系統的正常工作效益。

［1］李亮.淺析氣象雷達常見故障［J］.河南科技，2014（22）：99.

［2］盧小佳.多普勒天氣雷達信號處理的研究［D］.安徽大學碩士論文，2014.

［3］李珂.分析多普勒雷達故障及其維修維護［J］.科技風，2015（22）：37.

［4］徐永豐.淺談新一代天氣雷達CINRAD/CB維護［J］.內蒙古氣象，2011（6）：87-89.

［5］李珂.多普勒天氣雷達的日常維護及故障維修［J］.科技與創新，2015（9）：151-152.

龍英偉（1971—），男，吉林長春人，本科，長春市氣象局，從事天氣雷達保障工作。