新一代天氣雷達的常見故障分析及日常維護

高翔宇 游文華 劉海山

摘要：本文主要結合長樂新一代天氣雷達使用實際，從硬件和軟件兩方面著手對新一代天氣雷達的常見故障問題進行分析，并給出了對應的處理方法，最后還提出了幾點日常維護建議，以供雷達機務保障人員參考。

關鍵詞：新一代天氣雷達；常見故障；分析；日常維護

引言

福建省位于我國東南沿海地區，境內地形地貌復雜，靠近北回歸線，受季風環流以及地形的影響，屬于暖熱濕潤的亞熱帶季風氣候，該地區暴雨、臺風、寒潮等氣象災害頻發，尤其是臺風經常給當地造成巨大的損失以及嚴重的人員傷亡事件。為了提升福建省氣象探測能力，有效防災減災，福建省高度重視氣象業務現代化建設，目前已經轄區新一代天氣雷達已經達到8部，初步形成了相對完善的雷達探測網。長樂新一代天氣雷達北臨閩江入海口，東瞰臺灣海峽北部，探測環境優良，電磁波可達臺灣島中北部及以東洋面，十分有利于監測臺風，對福州、寧德、莆田等市的暴雨與強對流天氣也能進行較好地探測。但是，新一代天氣雷達在長期運行過程中，也會遭遇一些硬件和軟件方面的故障問題，嚴重制約了大氣探測的正常開展。因此，本文主要根據自身工作經驗，重點對長樂新一代天氣雷達的常見故障進行分析，并提出了日常維護建議，以進一步提升新一代天氣雷達運行質量。

1.新一代天氣雷達的常見故障分析

1.1硬件故障

長樂新一代多普勒天氣雷達系統具備強大的系統硬件，同時還可以對雷達性能作出檢測，并可以借助于Rdasc進行報警提示。一旦新一代天氣雷達硬件部分發生故障問題，便能夠憑借指示燈以及其他信息報警情況分析判斷故障部位。新一代天氣雷達硬件故障主要包含伺服系統故障、發射系統故障以及接收系統故障。

1.1.1伺服系統故障

在伺服系統運行中，有的時候會出現方位驅動電壓無法加上的故障。此故障處理方法：通過認真查驗可知在電源分機里的方位保險絲存在燒毀現象，在進行換新后驅動可以正常加載，不過在對天線進行啟動的過程中獲悉方位驅動電流太大，超過10A，此時把換上備份板，但是故障問題仍然無法得到解決，同時天氣進行應急轉動的時候誤差電壓不夠穩定，這可能為電機故障。通過對電機進行檢查，發現電機測速電阻超過正常值數倍，即刻卸下電機，通過檢查獲悉在電機斜齒輪中存在水分，將碳刷卸下獲悉碳刷磨損也較為嚴重，通過對電機進行更換故障問題得到有效解決。

1.1.2發射系統故障

故障問題一：發射機工作出現異常，調制脈沖故障以及調制脈沖過流。處理方法：通過對雷達系統故障進行復位操作之后，使得故障得到解決，系統恢復正常運行，這表明監控系統監測到的為虛故障。虛故障就是指在對雷達監控系統的檢測點進行設定的過程中，其開關太過靈敏，一旦發現故障，可通過故障復位操作的方法來對故障問題進行處理，若無法得到解決，則應進一步對故障問題進行排查和處理。

故障問題二：雷達系統提示“準加高壓”后，加高壓瞬間出現斷電故障。故障處理方法：通過對此類故障問題進行分析可以獲悉調制機內的禁止脈沖信號接頭存在異常，脈寬調制器內無禁止脈沖信號輸入，在對脈沖信號加以取樣的過程中變化劇烈，同時輸出電壓變化幅度很大，促使調制脈沖波形間的幅度也較大，會燒毀調制開關運用的大功率調制器模塊，由這個所產生的反饋脈沖電流使得驅動板上的驅動模塊也受到損壞，同時對開關電源整流板上的二極管造成影響，需要即刻進行換新，以恢復系統正常。

1.1.3接收系統故障

接收系統故障問題主要現象：雷達系統監測子系統中沒有故障提示信息，終端沒有回波顯示。通常情況下，若終端沒有故障提示，就意味著雷達系統的監測器件能夠正常運行，應著重查看沒有設置監測點的器件；監測子系統沒有故障提示信息，無回波顯示，則意味著在監測點回波通道上無故障問題，需要對接收機回波通道進行分析檢查，直至找出故障問題。，并及時進行維修處理，確保系統運行正常。

1.2軟件故障

長樂新一代天氣雷達軟件故障主要保護UCP程序故障、天線故障以及寬帶通訊故障。

1.2.1UCP程序故障

PRG計算機內存溢出故障現象：UCP運行中自動退出，之后Rdasc也無法運行。為了處理方法：針對此類故障問題，雷達機務保障人員應該分別對UCP程序以及Rdasc程序進行重新啟動，如此便能夠使得故障問題得到及時解決。

1.2.2天線故障

天線故障現象：天線動態出錯，導致雷達被迫待機，天線停止后難以返回至PAPK區域。一般而言，天線故障的出現主要是因為天線驅動電機瞬時過載以及天線座內冗余設備運行存在異常、天線控制程序進入死循環等方面形成的。故障處理方法：先對Rdasc系統進行重啟，之后基本上便能夠恢復正常；假如上述方法仍然無法解決問題，那么在對Rdasc程序進行重新啟動后，可以通過“手動控制”選項使得天線恢復至PAPK區域，稍等片刻，系統便能夠恢復正常；假如上述方法都沒有效果，則需要第一時間斷開“5A2維護面板”上的“伺服電源”開關，隨后重新接通，這個時候也可以使得天線故障問題得到有效解決。

1.2.3寬帶通訊故障

通常情況下，寬帶通訊若發生故障，極有可能是“RPG循環測試超時”以及“徑向數據丟失”所造成的。這些故障一般不會對新一代天氣雷達觀測的連續性造成影響，但卻對不觀測數據信息的采集和處理十分不利，RPG難以對原始觀測資料進行保護，且PUP端沒有產品顯示。這2類故障問題經常會出現在RPG計算機處理數據的過程中，同時故障出現時聲音報警基本上不起任何作用。雷達機務保障人員只需要對Rdasc程序以及UCP程序進行重啟就行。

2.新一代天氣雷達日常維護建議

為了確保長樂新一代天氣雷達長期處于正常運行狀態，在平時應注意加強雷達的日常維護管理。應認真查看天伺系統發射體與俯仰平衡臂、方位減速器和轉臺之間螺栓及其它螺栓緊固狀況，若有松動，需及時進行緊固處理。此外，還應對雷達系統的發射射頻脈沖包絡、發射機輸入輸出機型改善因子、發射機輸出功率、系統回波強度、系統相位噪聲等性能指標進行認真檢測，并且對于雷達方位電機等機械部分進行維護檢查，在檢查過程中一旦發生雷達存在故障隱患應及時進行維修維護。在對調制及發射機柜進行維護前需要充分放電，避免觸電。對發射機中各散熱風機運行情況做重點檢查，應確保各部件以及電源輸入（輸出）電壓始終處于正常運行狀態。通過對新一代天氣雷達的維護管理，以促使雷達的穩定、正常運行，進一步提升雷達探測數據的可靠性和準確性。

3.結語

總之，新一代天氣雷達的應用為各級氣象部門氣象觀測業務的開展以及防災減災服務提供了強有力的科技支撐，但是在雷達長期運行過程難免會發生一些故障問題亟待解決。因此，雷達機務保障人員應高度重視，加強故障維修維護技術方法的學習，針對常見的故障問題應認真分析判斷，并采取科學合理的處理方法進行解決。此外，還做好新一代天氣雷達的日常維護工作，降低故障出現幾率，確保雷達探測工作的順利開展。

參考文獻

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作者簡介：高翔宇（1981-），男，漢族，福建福州人，本科學歷，助理工程師，從事工作：雷達機務保障。

（作者單位：福建省氣象臺）