浅谈气象雷达故障与对策

裴宇航 徐嘉

摘 要：气象雷达主要是雷达领域里的一个重要分支，经过长期的发展已经被广泛应用于天气预报、农业、能源、交通等多种领域。在民航界受到高度的重视和应用，现在的机载气象雷达系统不仅能够检测雷雨等天气状况，还能够探测低空风切变、湍流等危险目标，以提前做好预警工作，已成为民航飞行安全中不可或缺的一个重要机载系统。

关键词：气象雷达；故障；解决对策；维护；

1气象雷达基本组成及原理

气象雷达系统的主要部件为收发机、天线驱动组件、天线、波导系统、控制面板及显示器，设有两套收發机和一个雷达波导开关，通过雷达控制面板上选择开关的置左或置右，以选择相应的系统工作，下面首先介绍气象雷达显示故障相关附件的工作情况：

1.1雷达扫掠系统姿态源的选择：雷达驱动组件的左右扫掠需要由IRS（惯性基准系统）提供飞机姿态信号，用以保持雷达扫掠平面的稳定，通过机长及副驾驶对应位置的惯导源选择开关进行控制，通常情况下，左IRS给左气象雷达收发机提供姿态信号，右IRS给右气象雷达收发机提供姿态信号。

1.2气象目标的回波信号被雷达天线接收后，通过波导管输入到选定的收发机进行处理，信号处理完后进行输出：气象图像信号通过四个显示继电器在IDU上显示；警告、注意和状态信息通过EIU（EF IS/E ICAS接口组件）在IDU上显示；语音警告输送至驾驶舱喇叭和驾驶员耳机；通过电子电气警告组件驱动主警告灯指示。

1.3正常情况下，气象图像在正副驾驶的ND上显示。进行显示转换后，气象图像可在下EICAS的IDU上显示。由于近地警告系统的地形图像也可以在正副驾驶的ND及下EICAS IDU上显示，它指示的图像颜色与气象雷达图像相近，为避免驾驶员混淆，在系统显示输出中设置四个地形显示继电器，使气象雷达和近地警告系统任一时刻只能在一个IDU上显示其中一个系统的图像。通过正副驾驶EFIS控制面板上的“WXR”或“TERR”按钮来进行显示内容选择，来控制IDU上显示雷达图像还是近地警告系统的地形图像，同时近地警告计算机监控地形显示继电器的吸合状态。

2气象雷达的常见故障

2.1雷达不扫描的情况，多为天线组故障

天线由电机和机械传动装置组成，故障多为电机损坏和卡阻等原因。天线组发生障碍严重阻碍了雷达系统的运行。天线组一共有两个通道，一个是俯仰；另一个是扫描，由它们共同进行平面内气象目标的探测。俯仰通道是用来人工调节所用，可以应用于不同的工作方式；扫描通道主要是用于束波扫描。天线的俯仰扫描通道均有测速电机为反馈信号源，以确保工作速度的稳定。如果飞行过程中天线组中的扫描通道停止扫描，雷达天线将无法正常工作，雷达图像就不会在雷达显示器上面正常显示。

2.2出现雷达显示器上没有目标显示的情况，一般首先都能想到是收发机的缘故

要知道工作效率及脉冲功率是衡量收发机是否正常的标准，因此，一定先要对发射机电路部分进行详细的检查，不仅测量其工作效率，还要测试它的脉冲功率，除此之外，收发机故障跟磁控管震荡有着直接的联系。最后检查接收机是否灵敏，符不符合规定的要求，可以用对调收发机的方法来确定；其次可能是雷达罩的封严效果不好，有水气进人到内部， 而在天线旋转过程中，微弱的水气会进人到波导管中，会导致波导中波束传输反射的角度方向发生变化，回波的接收和处理都会受到很大影响，从而导致没有气象信息显示；还可能是由于EFIS符号发生器、雷达天线驱动组件、控制面板等原因所致，通风不好可能会导致计算机超温，显示器散热不佳，当超过一定的温度后就会自动切断气象雷达的显示。另外，当电子舱通风的抽风扇和鼓风扇电门置于超控位时，会影响到显示器的散热，导致显示故障。

2.3气象雷达目标失真，显示器上显示为大片红色目标

重点检查雷达驱动机构。雷达一打开就会有个阴影存在，重点检查雷达罩雷击或者意外损伤。

2.4气象雷达系统出现“ATT”的信息

一般为IRS故障，当左边和右边任意一方出现故障时，都可采用转换惯导选择开关来确认发生故障的IRS，飞行中也可以通过转换惯导选择开关来保证正常的IRS能够继续为气象雷达系统提供姿态信号。

3气象雷达故障的排除及解决措施

3.1雷达图像显示不正确。在确信显示器工作正常的情况下，检查各相关插座、插头、波导管连接处以及天线安装等是否异常，视情清洁通风管、波导管及平板天线等。

3.2气象雷达不工作，不扫描或不显示。首先确信系统供电正常，相关跳开关闭合。然后检查控制盒工作，对雷达进行操作测试，确定天线底座上的马达及驱动机构工作正常。若故障依旧，则更换收发机，再进行操作测试。

3.3针对气象雷达发生故障，先听取机组对故障的反映，根据地面及操作检查进行逐步分析和研究，判断故障源以便正确处理，做出最佳解决方案。此外，故障具有复杂性和多变性，发生的故障的范围不可能局限在故障报告和隔离手册中的范围内，有可能出现从未发生过的故障，所以不能盲目照搬手册上的方法，需要具体问题具体分析。

3.4维护过程中，应多检查雷达系统各部件的物理状态，目视检查各插头、插座、波导管连接处以及天线安装等是否异常，重新插拔计算机、重置电门、重置跳开关等及对气象雷达系统进行操作测试。

3.5民航飞机气象雷达故障发生的高峰一般在气候多变，降水量大的春夏季，雷达超负荷的工作导致故障发生。所以春夏两季来临的时候，一定要加大对雷达系统进行严格检查的力度。

3.6保证气象雷达相关航材的齐全可用，防止停场排故时因航材缺乏而无法处理，延误航班，造成大的损失。此外，还需对气象雷达系统做故障统计，如有需要可要求维修员填写详细的维修记录，相互交流，积累维修经验，为以后的排故工作提供方便。

4气象雷达常规维护

4.1散热问题

如显示器散热不好会导致超温，从而导致图像丢失。雷达图像在CRT显示的图像中属于背景色，需要大面积着色，对显示器的发热影响很大，当显示器温度达到大约80℃后就会切断气象雷达的显示。影响其通风散热的原因主要是后部的滤纸堵塞。在737系列飞机上，如果电子舱通风的抽气和排气扇均放于超控位，也会影响到CRT的散热从而切断雷达图像的显示。

4.2环境的影响

例如，雨水进入波导管可能会导致波导管烧毁。平板天线均采用缝隙天线阵，每一个缝隙作为一个半波对称振子，水的存在会改变天线的介电常数，使得每一个缝隙的等效长度不再为一个半波振子，导致在天线法线方向上得不到最大辐射电场。天线接收到的目标反射波能量也就很小，导致雷达接收机处理信号后误认为前方雷雨或天线故障。因此，在日常维护中要特别注意雷达罩密封条有无破损。

4.3防磁

工作中应注意避免影响雷达收发组的磁性，防止其它元件被磁化。

4.4电磁辐射

维护、使用雷达时要特别注意天线及发射机的电磁辐射，微波波束会伤害人体的健康，还容易引起易燃蒸气的燃烧。

5结束语

关于气象雷达故障方面的分析，不能把问题原因全部固定在部件方面，还应检查天线组、波导管是否有进水的状况、系统散热等其他方面的问题进行综合考察。平时加强系统的维护检查，对于发现的故障，机务人员通过故障现象顺藤摸瓜，具体问题具体分析，通过严密的推理分析找出问题的症结所在，然后再进行具体的排故，从而达到迅速准确排除故障的目的。

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