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[摘 要]随着我国对多普勒天气雷达系统的研究发展，其早已成为我国天气预测的重要检测工具。由于多普勒天气雷达长期地处于运行状态，受环境的影响以及设备本身因素，其故障的发生也被人们所关注，为减少故障率，设备的日常维护使用及故障维修成为重点。鉴于此，本文是对多普勒天气雷达日常维护使用与故障维修进行研究和分析，仅供参考。
[关键词]多普勒天气雷达；日常维护；故障维修
中图分类号：TN959.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0004-01
引言：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。
一、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、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。
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。
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。
二、多普勒天气雷达的故障维修
1、回波故障检修
现阶段我国多普勒天气雷达有K波段、S波段、C波段、X波段之分，又分为固定站和车载移动两类，其基本雷达原理和基本信号流程都是类似的。而终端实时回波显示在出现问题时会直接影响雷达的运行能力，而在监控程序各测试点没有任何故障显示报告，回波故障系统涉及各个系统难以排除。以C波段多普勒天气雷达中遇到典型回波故障为例，分析其故障及检修过程。
故障情况为多普勒天气雷达在探测时发现强度场回波强度减弱，且当天实际情况已有降水，而回波显示强度与实际情况不符，面对这种情况，如图1回波信号流程可知此故障涉及系统繁多，排除过程比较复杂。在检修过程中按照先外后内的检修原则检测各个系统的相关部件来筛选排除故障。首先要检测高压电流、电压的大小，若存在高压电流、电压较小的情况会导致发射功率降低影响回波信号的强弱；用示波器检测试接收机监控面板上的对数视频信号监测点，其幅度会随着回波信号的强弱变化波形产生起伏，若与在常规状态下的回波波形保持一致，则此支路正常无故障；回波信息强度处理是由信号处理器完成处理的，而在信号处理器中若基本模板的处理器损坏则不能完成正常工作，在检测此系统可以尝试调换新的基本版看是否恢复正常。若至此仍找不到故障器件，可重点测试对数中放和视频放大器I上，其功能对LOG支路信号起放大作用[3]。拆开对数中放输出端X542同轴电缆，用示波器进行检测其信号幅度，之后检测视频放大器I，分别检测视频放大器I的X544、X543、X545输出信号端，对比其输出端的幅度，若相同支路的末级运算放大器出现故障会导致输出信号放大幅度低于正常值，且造成终端回波信号强度信息减弱。若发现此支路出现故障则更换视频放大器I即可排除。
2、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。
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，当发射机正常工作時，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。
结束语
综上所述，为了更好地使用通过对多普勒天气雷达的日常维护检测能够有效地避免设备出现故障，而对雷达故障维修可使设备延长寿命，减少排除故障时间周期，在使用雷达工作过程中认真做好日常维护，定期检测，对保障设备的正常运行有着良好的效果。
参考文献
[1]苏添记，葛俊祥，章火宝.中国双偏振天气雷达系统发展综述[J].海洋气象学报，2018，38（01）：62-68.
[2]杨立鹏.多普勒气象雷达接收分系统概述[J].科技风，2018（04）：116.
[3]王晋宁，王颖，杨川.天津机场GLC-18F多普勒天气雷达地杂波识别和处理方法研究[J].空运商务，2018（01）：56-58.
[4]宗蓉，陈超，潘国盛.基于模糊逻辑的双偏振多普勒雷达地物杂波抑制方法的初步应用[J].广东气象，2017，39（06）：56-59.
[5]聂凯，刘旭林，张曼，白雪涛，王海龙，王旭.基于WebGIS的气象探测设备监控方法应用[J].设备管理与维修，2017（19）：119-120.
[6]黄元媛，侯文秀，师利霞.巴彦淖尔市一次局地强降水引发山洪的雷达特征分析[J].宁夏工程技术，2017，16（04）：295-298.
[7]李乃方.机载多普勒天气雷达的空中应用研究[J].中国高新区，2017（23）：18.
[关键词]多普勒天气雷达；日常维护；故障维修
中图分类号：TN959.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0004-01
引言：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。
一、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、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。
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。
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。
二、多普勒天气雷达的故障维修
1、回波故障检修
现阶段我国多普勒天气雷达有K波段、S波段、C波段、X波段之分，又分为固定站和车载移动两类，其基本雷达原理和基本信号流程都是类似的。而终端实时回波显示在出现问题时会直接影响雷达的运行能力，而在监控程序各测试点没有任何故障显示报告，回波故障系统涉及各个系统难以排除。以C波段多普勒天气雷达中遇到典型回波故障为例，分析其故障及检修过程。
故障情况为多普勒天气雷达在探测时发现强度场回波强度减弱，且当天实际情况已有降水，而回波显示强度与实际情况不符，面对这种情况，如图1回波信号流程可知此故障涉及系统繁多，排除过程比较复杂。在检修过程中按照先外后内的检修原则检测各个系统的相关部件来筛选排除故障。首先要检测高压电流、电压的大小，若存在高压电流、电压较小的情况会导致发射功率降低影响回波信号的强弱；用示波器检测试接收机监控面板上的对数视频信号监测点，其幅度会随着回波信号的强弱变化波形产生起伏，若与在常规状态下的回波波形保持一致，则此支路正常无故障；回波信息强度处理是由信号处理器完成处理的，而在信号处理器中若基本模板的处理器损坏则不能完成正常工作，在检测此系统可以尝试调换新的基本版看是否恢复正常。若至此仍找不到故障器件，可重点测试对数中放和视频放大器I上，其功能对LOG支路信号起放大作用[3]。拆开对数中放输出端X542同轴电缆，用示波器进行检测其信号幅度，之后检测视频放大器I，分别检测视频放大器I的X544、X543、X545输出信号端，对比其输出端的幅度，若相同支路的末级运算放大器出现故障会导致输出信号放大幅度低于正常值，且造成终端回波信号强度信息减弱。若发现此支路出现故障则更换视频放大器I即可排除。
2、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。
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，当发射机正常工作時，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。
结束语
综上所述，为了更好地使用通过对多普勒天气雷达的日常维护检测能够有效地避免设备出现故障，而对雷达故障维修可使设备延长寿命，减少排除故障时间周期，在使用雷达工作过程中认真做好日常维护，定期检测，对保障设备的正常运行有着良好的效果。
参考文献
[1]苏添记，葛俊祥，章火宝.中国双偏振天气雷达系统发展综述[J].海洋气象学报，2018，38（01）：62-68.
[2]杨立鹏.多普勒气象雷达接收分系统概述[J].科技风，2018（04）：116.
[3]王晋宁，王颖，杨川.天津机场GLC-18F多普勒天气雷达地杂波识别和处理方法研究[J].空运商务，2018（01）：56-58.
[4]宗蓉，陈超，潘国盛.基于模糊逻辑的双偏振多普勒雷达地物杂波抑制方法的初步应用[J].广东气象，2017，39（06）：56-59.
[5]聂凯，刘旭林，张曼，白雪涛，王海龙，王旭.基于WebGIS的气象探测设备监控方法应用[J].设备管理与维修，2017（19）：119-120.
[6]黄元媛，侯文秀，师利霞.巴彦淖尔市一次局地强降水引发山洪的雷达特征分析[J].宁夏工程技术，2017，16（04）：295-298.
[7]李乃方.机载多普勒天气雷达的空中应用研究[J].中国高新区，2017（23）：18.