基于CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达故障浅谈修护维修经验

虎雅莉

（民航宁夏空管分局，宁夏 银川 750000）

风廓线雷达是一种以晴空湍流为目标的多普勒雷达，利用大气湍流对电磁波的散射作用，对边界层大气的三维风场物理量进行高时空分辨率的连续探测。风廓线雷达的使用，使得空中交通管制员和预报员直观的掌握了近地层风向风速和温度随高度的变化，为飞机安全起降提供更加精准细致的服务，进一步提高了银川河东机场的飞行安全保障能力。然而，安全精细的服务来源于雷达从业者精心地维护，为确保雷达正常运转以及故障情况下减少排故时间，本文重点通过故障分析总结维护维修经验，为雷达保障人员提供一定的参考。

1 简介

1.1 工作原理

CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达工作时，先由主控计算机产生高频脉冲信号，该信号经发射前级和T/R组件放大，再经天线辐射出去，当电磁波信号遇到大气湍流后就会散射返回，天线在接收到回波信号后经T/R组件放大、移相、合成后传至数字中频接收机，再由它进行滤波、放大、正交相位检测、数据抽取，然后由信号处理机进行处理计算，形成回波功率谱，最后此功率谱由数据处理进行分析，反演出大气风场。

1.2 工作模式

该雷达共有四种脉宽七种工作模式，可根据需求选择不同的工作模式。银川河东机场选取的模式分别是：低2模、高2模和高3模，雷达工作时，会在这三种模式下依次轮询探测，轮询结束便会获得一组数据，也就是我们看到的一组风羽图。

2 故障分析

2.1 故障现象

在风廓线雷达远程监控和维护终端发现大面积T/R组件状态发红告警，其中低模有6个，高模有2个。如图1所示。

图1 T/R告警现象

2.2 排故过程

T/R组件大面积告警，一般不可能T/R组件都损坏，可能是前级功放或接收机故障。

前级功放：当时测试前级功放在低模和高模下输出分别为-10dBm和10dBm，正常情况下，

两个信号强度不会差很大，检查发现输出总口虚焊处有灼烧痕迹，判定“功分网络”内有虚焊处，重新焊接后测试结果还是相同；再次测试“前级功放”内第一级功率放大后的功率，结果明显偏小，又怀疑激励信号有误。

接收机：首先检查前级功放输入激励信号为4.9dBm，经咨询厂家得知安装调试时为10dBm，（后来厂家经过多次

试验发现4.9dBm对雷达工作影响不大）；因激励信号来自“接收机”，故对“接收机”检查，输出为9.5dBm，足够推动雷达运转，但当时出现断断续续的情况，激励信号来自“激励通道”，它只是一个混频作用，所以用示波器检查“激励通道”的前一级“信号产生”，显示输入正常输出信号错误；继续查看“信号产生”前一级“本振源”以及再前一级“时钟控制”，发现“本振源”一本和二本信号5.1dBm正常，“时钟控制”信号波形也正常，故判断“信号产生”故障，返厂维修后输出信号正常。至此，故障排除完毕。

2.3 排故流程图（如图2）

图2 T/R大面积告警排故流程图

3 经验总结

3.1 系统排故流程

依据风廓线雷达工作原理及本次排故过程，总结出整个雷达系统排故流程图。根据流程图3，我们可以结合故障现象定位故障点，再使用3.2.1提及的测试仪表对故障点进一步判断。

图3 系统排故流程图

3.2 仪器仪表使用

3.2.1 仪器仪表使用和测量

（1）示波器。①探头。示波器的接入端口。包括探头地线、探头信号以及探头衰减开关（一般应打在X1档），我们可根据被测信号的大小灵活选择。②位置调整。为了读数方便及显示的清晰度，需对信号会进行位移调整，可根据需求对上下（即对电压），或者左右（即对时间）位置进行调整。③触发调节。如测量结果较模糊，此时可以根据需求改变触发电平来调节，一般默认是50%的自动触发。对于多路信号，当两个被测信号同频时，触发源应选择其中较为稳定的一路。④校准信号。使用示波器前先检查其是否正常，即测量自己的校准信号，它本身就是一个固定的1kHZ，3V的方波信号。

（2）衰减器。防止大功率信号输入，起到保护功率计的作用。

（3）功率计。①校准。将检波探头直接接到功率计主机的参考端口，接上后按下校准，可以选择归零、校准或归零+校准。②最小测量能力。校准完后就可以看到一个功率值，即说明了功率计的检测能力，一般为-30dBm左右，说明它是一个宽带接收设备，同时它的动态范围比较小。所以使用仪器前必须明确该设备的功率值。③连接测试。将功率计直接接到被测件的被测端口，输出测试结果。

3.2.2 测试方法和步骤

（1）连接所有仪器电源，打开频率源，对其预热10min左右。

（2）将对应设备模块后面板插座上的电缆拧下，将衰减器（一般使用40dB）一端接至该插头上，另一端接至功率计上，检测输出功率，正常情况下，输出值满足指标要求，最后用示波器观察对应组件输出的脉冲检波波形。(一般容易故障模块有：前级功放、控保单元、发射网络、工控机后面板各信号；另外，需明确各组件模块的参数指标要求以及脉冲检波波形或者高低电平范围)，这些都是判断故障至关重要的依据。

4 结语

CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达可以全天24小时工作，性能稳定，几乎能够实时监测降雨、大风、强对流等天气，对航空气象预报具有一定的指导意义。本文从一次T/R组价告警着手，详细分析了整个排故流程，且总结出整个雷达系统排故流程，同时，简单介绍了日常排故常用仪器仪表的使用方法（方法并非绝对，可灵活采用）。为雷达从业者提供了一定的帮助。