多普勒天气雷达的日常维护及故障维修

李珂

摘 要：多普勒天气雷达具有较强的检测、预警功能，被广泛应用于各级气象部门中。根据多普勒天气雷达多年的运行经验，总结出集中常见的雷达故障和相关的维修办法，同时，还提出了相关的日常维护措施，以确保雷达能够长时间处于正常运行的状态。

关键词：多普勒天气雷达；雷达维护；故障维修；天线座体

中图分类号：P412.25 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.153

多普勒天气雷达是一种相干雷达，它主要采用的是无线电技术、信息处理技术和计算机应用技术，其被应用于气象探测、追踪小尺度天气系统等多方面，具有很强的预报和警报功能。多普勒天气雷达是一部高性能数字化雷达，主要是由天线罩、天线系统、发射系统、接收系统、监控系统和终端显示系统等多部分组成的，是中短期临近天气预报的重要检测工具，对气候监测和科研有重要的意义。因此，为了保证雷达系统能够正常运行，提高其观测性能，相关工作人员有必要了解雷达各系统的工作原理，掌握其维修技巧，防止故障发生。由于雷达长期处于运行状态，各部件的运行时间也比较长，所以，笔者根据近些年雷达的使用情况，分析了雷达使用过程中的日常维护和故障维修方面的内容。

1 日常维护措施

多普勒天气雷达的工作周期比较长，所以，对雷达的维护工作主要分为日维护、周维护、月维护、年维护和不定期保养，以便能够及时发现问题、排除问题，使设备恢复正常的运行状态。在维护的过程中，要逐项检查和记录工作仪器、元件的相关情况，以便日常维护和日后的经验总结。

1.1 天线座体维护

对于天线座，可半年检查一次天线座的水平，超出误差范围的要及时调平。同时，要做好天线座的清洁工作，按照规定的要求，三个月做一次清洁，注意天线座底各部位端盖和密封垫是否完好。在清洁其表面时，要使用清水，内部要使用吸尘器清理，禁止使用含水成分的液体清洗内部元件。要定期检查天线座的状态，把2个方位门盖板和其他检测点盖板摘除，检查内部各插头接触处是否有松动或脏污，导波旋转关节是否良好，及时清除元件上的灰尘，并修补划痕，检查清理后将盖板复原。另外，还要注意天线座的润滑情况，每3个月和每12个月润滑一次天线座的中齿轮和仰俯减速箱输出轴承，减速箱和方位油池6个月换一次油。

1.2 发射机系统维护

一般情况下，发射机不会出现故障，即便出现元件故障也是比较容易解决的。为了防止故障的发生，可进行防御性维护，3个月进行一次，主要清洁发射机柜进风口、出风口和聚焦线圈进风口滤尘网上的灰尘。同时，要定期检查控制板3AI上指示灯的功能，每年检查一次脉冲变压器油箱中的介电强度，每半年检查一次电表读数和测试点波形、参数等。

1.3 附属设施的检查和维护

为了保证雷达的整体性能，要注意其附属设施的检查和维护工作的落实情况。附属设施主要包括UPS、油机和配电箱。在检查时，要注意检查UPS输入输出电压等参数是否在正常范围内，定期测量UPS电池端的电压，如果长期不停电，则需人为中断供电，使UPS带负载供电，进而延长其工作寿命。定期检查配电柜各接线柱和空气开关的工作情况，查看输入输出电压是否正常；定期检查柴油发电机水位、油位，检查电瓶电压，及时更换机油、空气和机油滤清器。另外，在天寒时节，要注意添加防冻液，以确保设备处于正常的待机状态。

2 日常故障及维修

2.1 回波故障

多普勒雷达正常开机加高压运行后，终端实时处理程序内强度场回波正常，但是，速度和谱宽场无回波，监控程序各测试点没有任何故障报告。发生此问题是因为接收机带通滤波器之前回波信号并未分离，根据强度场判断该处以前的电路是否正常，如果传输正常，则采集器和网络都应正常，这时，可重点测试各模块信号输入输出端口，找出具体的故障点。对回波故障的维修应先从信号处理器入手，尝试更换备份的加速版，如果重新开机后故障仍存在，则可把信号处监控面板开关置于检测档，根据终端强度、速度场的色环回波判断信号处理支路是否故障；如果上述内容均正常，则需检测信号处理面板的I、Q信号输入端口。这时发现，均只有几毫伏的量，并且信号波形异常。由此可以判断，接收机故障。打开接收机的电源，依次测试相关器件，判断具体的故障部位，更换备件后，开机加高压回波即可恢复正常。

2.2 雷达天线动态故障

在多普勒雷达系统使用的过程中，天线座动态出错、报警强制系统待机时不可操作都属于雷达天线动态故障。导致这种故障的原因有多种，所以，可采取由难到易的方式进行一次检测。先清洗雷达碳刷和滑环，如果故障仍然存在，可使用RDASOT软件进行不同方位和仰角连续转动的检测；如果出现错误信息，但是，方位正确，仰角出现抖动和角码闪烁时则说明是仰角的问题。进一步测试电阻值和波形，如果出现抖动，则说明确实存在仰角故障，需进一步检测；如果更换5A6数字板和模拟板，故障仍然存在时，则需检测上、下光纤板；如果发现上、下光纤板存在问题，则可以采取直接更换故障光纤板雷达天线的方式，这样雷达天线便可恢复到正常的状态。

2.3 发射系统故障

发射机采用大功率速调管线性放大技术，具有消除地面杂波和精确测量风速的基本条件。由于发射机按模块化设计，任何一个模块故障都容易被检测到。在使用过程中发现，夏季故障发生的概率比较高，由于气象雷达发射机产生的功率较大，在使用过程中会产生高热。如果在气温偏高的夏季长期使用该设备，可能会导致发射机系统内个别模块的元件参数发生变化。容易发生故障的元件有聚焦线圈电源、BOOSTER板电源被烧坏，驻波比告警等故障，严重影响了发射机的正常工作。为了避免发生以上故障，可根据地方气候和雷达机房的具体情况尽量减小机房空间，在高温时节可增设降温空调，值班人员要及时与预报员沟通，在没有航班或天气较好的情况下，要关闭发射机的高压，减少其持续工作的时间，使机房温度保持在20°～21°的范围内，延长速调管的使用寿命，采取多种措施，确保发射机不受故障的干扰，有效地提高工作效率。

2.4 波导故障

开启高压接通后，高压电压、高压电流和指示灯显示都正常。在接收监控分机中，除了对数检波电压无变化外，其他均正常。这说明，当发射机正常工作时，可能是接收机或馈线部分各波导段发生故障。鉴于此，可检查接收机的灵敏度、连接电缆和馈线中的波导段是否正常，如果发现都没有异常，则可判断故障位于天线座内。打开天线座上的仓盖发现，方位旋转关节上的直波导随天线方位旋转被扭断。这时，需联系设备厂商重做波导，并更换方位旋转关节，以排除故障。

参考文献

[1]刘明峰，朱会芸.多普勒天气雷达日常维护使用与故障维修[J].管理观察，2009（20）.

[2]王伟平.SA型多普勒天气雷达故障维修综述[J].中国科技博览，2014（47）.

〔编辑：白洁〕