L波段探空雷達(dá)故障的檢修方法和技巧研究

辛忠德

摘 要： L波段探空雷達(dá)為我國自主研發(fā)的新一代二次測風(fēng)雷達(dá)，無論是探測精度還是采樣速度均得到了有效提升，尤其是該雷達(dá)脈沖峰值功率更低，在高空氣象探測工作中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化與自動(dòng)化全面發(fā)展的目的。然而，隨著L波段探空雷達(dá)信息程度的提高，在應(yīng)用過程中一旦發(fā)生故障就會(huì)給整個(gè)氣象信息采集工作帶來嚴(yán)重不利影響，所以L波段探空雷達(dá)故障的檢修十分重要。本文從L波段探空雷達(dá)常見故障類型、檢修方法和技巧對(duì)此展開研究，旨在為實(shí)際檢修工作提供指導(dǎo)與幫助。

關(guān)鍵詞： L波段探空雷達(dá);故障;檢修方法;技巧

由于L波段探空雷達(dá)探測精度更高、采樣速度更快、探測資料更加準(zhǔn)確，大幅提高了氣象站工作人員的工作效率以及探測質(zhì)量，使得該雷達(dá)引起了我國各地區(qū)氣象站的高度重視與關(guān)注[1]。截止2017年我國L波段探空雷達(dá)使用數(shù)量已經(jīng)超過110余部，初步構(gòu)成了較為完善的L波段探空雷達(dá)探測網(wǎng)絡(luò)。然而，L波段探空雷達(dá)信息化程度高且體積較大，加之我國各地區(qū)的氣候條件、環(huán)境不盡相同，在使用過程中容易發(fā)生故障并影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以檢修工作成為L波段探空雷達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。

1? L波段探空雷達(dá)常見故障類型

隨著L波段探空雷達(dá)的不斷投入應(yīng)用，其所發(fā)生的故障同樣呈現(xiàn)出增多態(tài)勢，具體類型則是包括以下幾種：（1）校正后的光電軸發(fā)生偏移。L波段探空雷達(dá)自動(dòng)跟蹤裝置往往處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但其經(jīng)過校正的光電軸卻發(fā)生偏移情形，并且偏離的幅度較大，此時(shí)雷達(dá)的4條亮線兩兩并不齊。（2）低仰角丟球反復(fù)出現(xiàn)。當(dāng)L波段探空雷達(dá)仰角在80°以下時(shí)4條兩線在極短的時(shí)間發(fā)生跳變情形，并且跳變發(fā)生后并不能夠自行恢復(fù)，雷達(dá)天線轉(zhuǎn)向別處且此種轉(zhuǎn)向具有隨機(jī)性，高差報(bào)警探空數(shù)據(jù)收集到的信息雜亂無序，從而形成丟球情形，并且丟球現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)。（3）高壓無法加電。發(fā)射機(jī)是L波段探空雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的重要設(shè)備，當(dāng)操作人員按壓高壓之后電流表卻沒有任何加電顯示，或者還是指針還處于歸零狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)檢測啟動(dòng)后體會(huì)過壓短路。

2? L波段探空雷達(dá)檢修方法和技巧分析

目前圍繞L波段探空雷達(dá)故障檢修形成的方法和技巧種類多樣，本文總結(jié)主要包括以下幾種：

（1）振動(dòng)法。電路板中焊點(diǎn)數(shù)以萬計(jì)，L波段探空雷達(dá)長期間運(yùn)轉(zhuǎn)難免會(huì)產(chǎn)生虛焊或者是脫焊情形，一旦未引起足夠的重視勢必會(huì)導(dǎo)致電路接觸不良風(fēng)險(xiǎn)大幅提高。此時(shí)檢修人員利用起子手柄適度用力敲打電路板，或者是利用雙手適度用力按壓電路板，即可以發(fā)現(xiàn)故障的大體位置，脫焊者可以直接憑借肉眼定位，虛焊則需要借助其他設(shè)備進(jìn)行精確定位。

（2）直覺檢查法。接觸不良是精密電子設(shè)備較為常見但容易引發(fā)嚴(yán)重后果的故障情形，采用振動(dòng)法雖然能夠確定故障的大體位置，卻無法精確定位，針對(duì)此種情況，采取直覺檢查法尤為適用。具體如下：在正常檢修時(shí)間段利用遮蓋物將光線遮蓋以營造出黑暗的環(huán)境。將電路板的焊接面對(duì)準(zhǔn)自己，加電試機(jī)之后利用木柄輕輕敲擊，當(dāng)接觸不良情形反復(fù)出現(xiàn)時(shí)即會(huì)有電火花出現(xiàn)，此點(diǎn)即為故障點(diǎn)。

（3）外加信號(hào)法。外加信號(hào)法主要用于檢測動(dòng)態(tài)故障，將外來的信號(hào)經(jīng)由電路輸入端輸入以檢測局部電路是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一般利用信號(hào)發(fā)生器以及示波器聯(lián)合進(jìn)行檢測，但無上述設(shè)備時(shí)可利用螺絲刀或者是電筆輕輕配出電路板的某一部分電路輸入端，在外來的人體感性信號(hào)被輸入后即可以判斷有無故障以及具體的故障位置。以L波段探空雷達(dá)接收機(jī)檢修為例，當(dāng)高度懷疑高頻放大電路存在故障時(shí)可以通過電路輸入點(diǎn)輸入一個(gè)與放大器諧振頻率相一致的高頻信號(hào)，在輸出端若存在放大處理后的信號(hào)輸出，則表明電路運(yùn)行正常，反之若無放大處理后的信號(hào)輸出就意味著電路存在故障[2]。

（4）中間插入法。對(duì)于串聯(lián)電路而言，一旦某一級(jí)發(fā)生故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)串聯(lián)電路無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。檢修串聯(lián)電路時(shí)采用中間插入法即可以取得事半功倍的效果，具體方法如下：首先從整個(gè)全段電路中確定某一級(jí)電路的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，若關(guān)鍵點(diǎn)之前的電路無異常，則故障發(fā)生位置就位于后半段電路，反之則位于前半段電路。隨后再利用相同的手法逐步縮小故障范圍，直至最終確定孤立故障所處位置。采用此種方法無疑能夠有效縮短檢修時(shí)間，整個(gè)檢修工作效率進(jìn)一步提高。

（5）分割法。對(duì)于斷路性故障而言，分割法更為適用，具體如下：檢修人員檢測到L波段探空雷達(dá)某點(diǎn)存在對(duì)地短路時(shí)首先確定哪幾支支路發(fā)生短路，隨后測定支路是否存在短路，若仍然存在短路情形則意味著故障點(diǎn)并不在斷開的支路，以相同手法對(duì)其他支路進(jìn)行檢測，直至斷開某一支路時(shí)短路現(xiàn)象消失，則意味著故障點(diǎn)就處于剛剛斷開的支路。隨后再沿著該支路進(jìn)一步探明與哪些支路連接，以相同的方法逐一進(jìn)行排出，即可以最終定位故障點(diǎn)。

（6）替換法。借助處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的元器件來替代高度懷疑的元器件，一旦故障得到解除則意味著該元器件存在故障情形，反之則繼續(xù)檢查左右的元器件。在理論上替換法能夠?qū)φ麄€(gè)電路中所有的元器件進(jìn)行檢測并且結(jié)果絕大多數(shù)準(zhǔn)確可靠，除非是整個(gè)電路中存在著多個(gè)故障點(diǎn)。根據(jù)替換難易程度，該方法適用于中大規(guī)模的集成電路或者是小容量的電容等元器件。對(duì)于引腳多、拆卸不便的集成電路則應(yīng)首先檢測外圍電路，排除由外圍電路所致的故障[3]。

（7）拆除法。拆除法多用于元器件庫存不足但又需要系統(tǒng)維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。一般情況下整個(gè)電路中并非所有的元器件均是必須的，部分元器件扮演著輔助的角色，此部分元器件一旦發(fā)生故障將會(huì)給整個(gè)電路帶來不利影響，甚者直接導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在無替換元器件時(shí)將起輔助功能的故障元器件暫時(shí)拆除，促使整個(gè)雷達(dá)重新恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)不失為一種行之有效的解決手段。但需要注意的是拆除法拆卸的元器件必須保證不會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響，或者是帶來的影響并不事關(guān)大局。

3? 小結(jié)

綜上所述，L波段探空雷達(dá)已經(jīng)成為目前我國氣象工作的重要工具，在提高探測結(jié)果可靠性的同時(shí)亦減輕了工作人員工作壓力和強(qiáng)度，但由于設(shè)備體積大、信息程度高，容易在運(yùn)行期間產(chǎn)生多種故障并影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文總結(jié)指出常見的故障包括校正后的光電軸發(fā)生偏移、低仰角丟球反復(fù)出現(xiàn)、高壓無法加電，具體的檢修方法則包括振動(dòng)法、直覺檢查法、外加信號(hào)法、中間插入法、分割法、替換法、拆除法，靈活運(yùn)用上述檢修方法無疑能夠大幅提高檢修效率。

參考文獻(xiàn)

[1]王志偉.L波段探空雷達(dá)測角系統(tǒng)故障案例分析與排查[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2018，15（16）：100+103.

[2]王文志.L波段探空雷達(dá)常見故障與維修[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，20（17）：105.

[3]張愛萍.L波段探空雷達(dá)常見故障分析及檢修方法[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2016，36（16）：210.