L波段氣象探空雷達常見故障分析及排除

黃雨婷

[摘 要]L波段氣象探空雷達具有操作方便、精確度高、采樣快速方便等特點，因此在氣象探測自動化和數字化的改革下，為確保L波段氣象探空雷達性能的充分發揮，提高其使用壽命，就需要加強對常見故障的分析，并及時進行故障的排除，促進日常探空工作的正常進行，有效提高探空資料的質量。

[關鍵詞]L波段氣象探空雷達；常見故障分析；排除

[中圖分類號]TN959.4 [文獻標識碼]A

L波段氣象探空雷達可以對高空中各類氣象要素進行精確測量，比如氣溫、氣壓、風、濕度等。比如，在對風場進行測量時，主要是根據探空氣球中的無線電回答器來進行，回答器在接收到L波段氣象探空雷達的詢問信號后，進行信號回答，根據詢問和回答之間的時間間隔以及回答信號的具體方位來測量兩者之間的距離、仰角、方位角等信息，然后計算出風向、風速等氣象要素。因此，L波段氣象探空雷達的運作狀態和性能直接關系到探空工作的進行，這不僅需要工作人員能夠按照正常的流程和作業規范來進行操作，而且需要能對常見故障進行準確分析，及時進行故障的排除，避免設備故障導致探空資料和氣象要素收集的不準確。

1 L波段氣象探空雷達常見故障分析及排除

1.1 示波器中四條亮線兩兩不齊

矯正好的光電軸突然偏離，且四條亮線兩兩不齊，如果在L波段氣象探空雷達自動跟蹤無異常的情況下，可以考慮往11-6板四個方面的程序方波進行檢測，如果程序方波沒有電路故障且方波幅度存在偏差，則可以查看開天線座和開關管套中的二極管是否存在接觸不良或被擊穿的情況，或者檢查箱體內部是否存在積水。一般而言，對損壞的11-6板、二極管或WT9電纜進行更換，并將箱體內存在的積水擦拭干凈，最終重新對光電軸進行校對后可有效排除故障。

1.2 方位角卡死故障

L波段氣象探空雷達雖然具有自動跟蹤的功能，但是因為軟硬件設備的配合不到位，或存在外界干擾的情況下，可能出現自動跟蹤功能故障。這時，可以先手動操作跟蹤目標后再切換為自動跟蹤，多數情況可以恢復正常。而方位角卡死故障主要是指切換為自動跟蹤模式后，無法恢復跟蹤功能，或者存在不間斷的方位角卡死，造成目標移動慢，方位角讀數一直不變的故障，遇到該種情況時，可以考慮從電路板和機械傳動這兩個方面做出檢查。首先檢查方位同步齒輪的間隙和吻合度，可打開天線座，用螺絲刀將同步齒輪卸下后重新安裝，然后進行跟蹤測試檢查。如果故障依然存在，可以考慮對驅動箱進行檢查，查看報警燈是否亮起，如果不亮則查看驅動箱方位數字的變化，如果能明顯顯示探空氣球的移動情況，則說明驅動箱是正常的。最后考慮方位軸角板和雷達角度差信號是否存在故障，必要時可直接更換通道盒、11-1板或11-8板。通過上述3個方面的檢查，可基本排除此類故障，保障探空數據的準確性和連續性。

1.3 放球信號弱

示波器中四條亮線正常，但增益指示偏大，在檢查完接收機的原因后，可暫時不考慮小組天線和小組饋線的因素，一般而言，故障大多出現在總饋線環節，比如環流器、限幅器、隔離器和電纜等，總饋線是將射頻電磁能傳送給天線，再由天線將接收到的脈沖信號傳送給接收機，這些設備出現問題均可能導致信號的衰弱，影響放球信號。所以，可以先檢查電纜是否存在松動、短路或接觸不良的情況，并通過備用設備依次替換上述總饋線設備，可排查出放球信號弱的原因。

1.4 低仰角丟球重復出現

放球中期，仰角低于80°，示波器中四條亮線瞬間跳動且不能恢復，繼而天線轉向出現問題，造成探測數據變得雜亂無章，最終丟球，且上述情況重復出現。丟球會導致該時間段內探測數據的丟失，加上故障具有間斷性和隨機性，檢查故障原因較難，影響到探空工作的進行。從該故障出現的季節來看，其多為冬季，在排除電子元件故障后，可判定丟球的原因在于冬季氣溫。比如，低溫環境下電纜保護層硬化，容易導致內部芯體和銅絲出現移位或斷裂，造成發射信號與屏蔽層之間打火，影響到L波段氣象探空雷達的信號接收，自動跟蹤功能無法正常運行。故障排除時，可檢查WT8、WT9、WT10、WT11四根電纜的接線頭是否存在松動，是否存在打火痕跡，必要時可依次更換四根電纜，以排查出故障位置。

1.5 高仰角丟球重復出現

與上述分析大體一致，首先分析出現丟球的原因，和是否存在重復丟球的情況，比如是否存在探空氣球快速過頂、旁瓣抓球、飛點增多或受到天氣干擾等情況導致丟球。排除操作因素、外來干擾因素外，可判斷該情況是基于設備故障的原因。當天線擺幅過大，則檢查饋源與極化方向是否一致，然后查看示波器中四條亮線是否兩兩不齊，并觀察增益指示是否跳變來判斷前端高放工作情況。另外，可懷疑程度方波芯線與電源存在接觸不良，可用電能計量裝置檢查WT9電纜是否存在斷開的情況。一般而言，通過調整饋源與極化的方向，以及通過更換WT9電纜可有效解決高仰角丟球的情況，確保探空資料的準確性、連續性和時效性。

2 結語

綜上所述，L波段氣象探空雷達對高空探測的精確度要求較高，操作人員要想熟練對其進行操作，就需要不斷對其工作原理和常見故障分析及排除進行學習。特別是在其部分零部件老化后，各類故障出現的頻率較高，除了故障的排除外，加強對L波段氣象探空雷達的保養和維護顯得尤為重要。因此，L波段氣象探空雷達的正常運作和高效運行得益于氣象工作者們的共同努力，以促使日常探空任務的順利完成。

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