羅紅　李青建

摘要：都勻CINRAD/CD 型天氣雷達(dá)的發(fā)射、接收、天饋、監(jiān)控與終端系統(tǒng)四個部分的故障實例進(jìn)行分類分析、處理、總結(jié)，為臺站級機(jī)務(wù)員工作人員累積一定的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：天氣雷達(dá)；典型故障；分析；總結(jié)

都勻新一代氣象雷達(dá)在2005日3月成功驗收后已投入運行領(lǐng)域長達(dá)12年，充分發(fā)揮了新一代天氣雷達(dá)的優(yōu)點和強對流天氣過程監(jiān)測的特點，包括短時強降水、強降雨、冰雹、雷電，在我州各類重大社會活動中發(fā)揮了應(yīng)有的作用。截止到2017年6月30日，發(fā)生三極故障百余次，其中發(fā)射系統(tǒng)約占總故障數(shù)的40%；接收系統(tǒng)約占總故障數(shù)的20%；天饋系統(tǒng)約占總故障數(shù)的30%；終端與監(jiān)控系統(tǒng)約10次，占總故障數(shù)的10%。

1 雷達(dá)系統(tǒng)組成及簡介

發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天饋、監(jiān)控和終端組成的雷達(dá)工作圖[1]。發(fā)射機(jī)采用固態(tài)射頻功率，剛性調(diào)制器和硬開關(guān)電源技術(shù)；接收機(jī)接收回波信號，提供激勵信號給發(fā)射機(jī)，并對回波信號進(jìn)行處理；天線定向輻射（或接收）電磁波，饋線輻射（或接收）發(fā)射機(jī)高頻脈沖信號或傳輸接收信號到接收機(jī)；監(jiān)控與終端通過包括對雷達(dá)整機(jī)電源通斷的遙控、收發(fā)機(jī)高低通斷的遙控、天線運行狀態(tài)等操作，同時在計算機(jī)終端顯示雷達(dá)探測數(shù)據(jù)處理出來的圖像產(chǎn)品[2]。

2 故障實例

2.1 發(fā)射系統(tǒng)故障實例淺析

發(fā)射機(jī)故障現(xiàn)象：（2005年10月出現(xiàn)無法加高壓現(xiàn)象，測得發(fā)射功率偏低，低于200KW，CD型雷達(dá)正常發(fā)射功率應(yīng)大于250KW，低于正常值太多；（2010年3月同樣也出現(xiàn)無法加高壓現(xiàn)象，測試得發(fā)射功率出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況。

分析及處理：（2005年10月的故障在排除調(diào)制部分故障后，通過適當(dāng)調(diào)整高壓電壓可獲得較高的發(fā)射功率，可調(diào)整發(fā)射功率值到最高也只能到200KW，同時調(diào)整激勵信號也不能提升發(fā)射功率到額定值，那么故障指向在速調(diào)管及其附屬部分，計算其使用時間約為5040小時，速調(diào)管也未超過標(biāo)稱時間，測試其燈絲電壓略偏低有4.5V，正常值有5V，讀取注電流也比正常略偏低，分析可能是因為供給的燈絲電壓略偏低，速調(diào)管是燈絲電壓低于正常值的情況下運行的，雖然可以在這種情況下維持速調(diào)管的運行，在較低燈絲電壓的情況下，電子管中的陰極被迫逼出，陰極很容易拔出損壞，從而導(dǎo)致注電流隨時間的減少，由于發(fā)現(xiàn)得早注電流相對較小，最終可判斷速調(diào)管雖達(dá)未到使用壽命但因供給的燈絲電壓長期偏低導(dǎo)致速調(diào)管過早的老化，需更換。（2010年3月的同樣在排除其他部位可能出現(xiàn)故障的情況下出現(xiàn)無高壓現(xiàn)象，測試得發(fā)射功率不穩(wěn)定，功率時有時無，且與05年出現(xiàn)的情況很相似，測得燈絲電壓非常，直接讀取鈦泵電壓、電流同樣低于正常值很多，同樣注電流值低于正常值的50%，從時間上算起，從上次更換速調(diào)管至今已經(jīng)5年，此時可充分判定速調(diào)管超過使用壽命已經(jīng)失效。

通過以上兩次發(fā)射功率相似故障現(xiàn)象可說明，燈絲、鈦泵、注電流等參數(shù)速是調(diào)管重要技術(shù)指標(biāo)，在外部環(huán)境都正常的情況下，可通過注電流等技術(shù)指標(biāo)和服役時間判斷速調(diào)管是否失效[3]。

2.2 接收系統(tǒng)故障實例淺析

數(shù)字中頻故障故障現(xiàn)象：2005年4月，回波時有時無。

分析及處理：在天線可正常轉(zhuǎn)動情況下，無回波現(xiàn)象可考慮發(fā)射部分或接收部分，測試發(fā)射部分無可疑，那么檢查重點應(yīng)放在接收部分，接收部分大多屬微波器件，大多帶有密封性，只有通過檢測有無信號的輸入輸出來特性判斷器件的好壞，根據(jù)回波信號的路徑，測試前置中頻放大器、混頻器、高放等信號接收處理模塊均正常，最后發(fā)現(xiàn)頻綜的本振輸出時有時無，更換頻綜的銅信號線后，出現(xiàn)了雷達(dá)回波；5月初該故障又重新出現(xiàn)，檢測結(jié)果仍然是頻綜的本振輸出時有時無，這次直接更換了頻綜部件，出現(xiàn)了雷達(dá)回波；本月的15日故障又再次出現(xiàn)，那么前兩次的維修都沒有找到故障點，利用故障重現(xiàn)方法，將前兩次更換掉的銅信號線和頻綜都復(fù)原，檢測頻率合成器的信號處理部分，后分別檢查了rvp7頻率合成器，接收信號通道、綜合測試、檢查后，發(fā)現(xiàn)由數(shù)字中頻輸出造成的損害所致，更數(shù)字中頻后故障再無出現(xiàn)。

采用用故障重現(xiàn)措施解決了同一故障反復(fù)出現(xiàn)在同一部位的難點，在廠家生產(chǎn)雷達(dá)中，并沒有出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象，數(shù)字中頻是處理小信號部件，需要弱電流、低電壓，損壞的機(jī)率是很小的。

2.3 天饋系統(tǒng)故障實例淺析

故障現(xiàn)象：（2007年9月，體掃天線的方位不轉(zhuǎn)動，方位電機(jī)故障；（2007年10月，體掃天線的俯仰無法正常抬升，俯仰驅(qū)動電機(jī)故障；（2009年5月出現(xiàn)匯流環(huán)故障，完成一個體掃時間很長，有時一次體掃甚至需要20分鐘，每次提掃到第7層時，仰角的角碼跳動較大，仰角穩(wěn)定不下來，長時間在第7層掃描，仰角無法正常上升。

分析及處理：（出現(xiàn)體掃天線方位不能轉(zhuǎn)動，天線數(shù)控不受控制，那么可換到手控控制天線，可用應(yīng)急控制，將直流電直接加于方位電機(jī)上，用于測試方位電機(jī)的好壞，方位電機(jī)也不受控制，那么可初步斷定故障出現(xiàn)在方位電機(jī)，用手推動電機(jī)，感覺阻力特別大，那么可以確定方位電機(jī)損壞，檢查發(fā)現(xiàn)方位電機(jī)的轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)偏心運動，電機(jī)的永磁定子已從電機(jī)殼的粘結(jié)處脫落，定子與轉(zhuǎn)子互相卡死，更換電機(jī)后正常；（同年10月出現(xiàn)與9月類似的故障，體掃時天線的俯仰無法正常抬升，根據(jù)9月故障的類似方法，檢查發(fā)現(xiàn)俯仰電機(jī)損壞，更換新電機(jī)后，天線俯仰不受數(shù)控，那么考慮故障控制俯仰的伺服驅(qū)動部分，檢查發(fā)現(xiàn)控制俯仰驅(qū)動模塊IGBT無輸出，更換備件后，俯仰正常；（2009年5月的故障在排除電機(jī)故障的前提下，逐步檢查俯仰的驅(qū)動、放大等環(huán)節(jié)，均正常，俯仰模數(shù)轉(zhuǎn)換的匯流環(huán)上，拆開面板后發(fā)現(xiàn)匯流環(huán)殘留有磨損的碳刷粉末，更換電刷和清洗腔體后恢復(fù)正常運行，但經(jīng)過約兩周的運行時間后，同樣的故障再次發(fā)生，排除電機(jī)故障所致，這時考慮匯流環(huán)故障，更換后備件后此種故障現(xiàn)象消失。

兩次電機(jī)的故障都使用了相似的解決方法，在日常的維護(hù)中應(yīng)每3個月對

電機(jī)碳刷腔清洗一次，電刷清洗電機(jī)腔時，碳刷的磨損應(yīng)更換，匯流環(huán)是天線的關(guān)鍵部件，每次2000小時后用刷子清洗一次[4]。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)故障實例淺析

故障現(xiàn)象：雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)報告燈絲過電流、脈沖調(diào)制紅燈、風(fēng)扇壓力不足、風(fēng)扇故障缺相。

分析及處理：根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)每次報出的故障，檢查發(fā)現(xiàn)雷達(dá)本機(jī)都正常運行，所報故障均屬于誤報，那么故障出在監(jiān)控系統(tǒng)終端，檢查監(jiān)控終端懷疑監(jiān)控計算機(jī)出現(xiàn)接觸不良，導(dǎo)致采集的監(jiān)控信號不正常，出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，反復(fù)插拔監(jiān)控計算機(jī)的相關(guān)板卡和每處接口線路，并對插曹處除塵處理，誤報現(xiàn)象不在出現(xiàn)[5]。

雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)的報警可作為初步判斷故障的輔助方法，有時雷達(dá)的報警僅可作為該次報警的參考，需結(jié)合實際分析，報警的位置是否為實際故障出現(xiàn)的位置。

3 總結(jié)

充分掌握發(fā)射、接收、天饋、監(jiān)控與終端作為雷達(dá)的組成部分的工作原理，任何部位發(fā)生故障時，尤其在雷達(dá)汛期期間保障雷達(dá)正常運行，有效監(jiān)測災(zāi)害性天氣過程，發(fā)揮天氣探測最大作用十分重要，臺站級機(jī)務(wù)員要具備快速、有效的方法判別故障、短時間內(nèi)縮小故障范圍，達(dá)到最終解決故障的目的[6]。

參考文獻(xiàn)：

[1]國營第七八四廠.714CND型天氣雷達(dá)技術(shù)說明書[G].成都：國營第七八四廠，2003.

[2]馬傳成，魏玉鵬，崔曉飛，等.CINRAD/SC天氣雷達(dá)接收系統(tǒng)故障分析[J].山東氣象，2015，26（1）：4648.

[3]羅紅，陳熹.CINRAD/CD型天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)速調(diào)管故障診斷分析[J].貴州氣象，2012，36（6）：5355.

[4]藍(lán)天飛，杜世曄，黃銳.兩種CINRAD/SB天氣雷達(dá)匯流環(huán)常見故障及維護(hù)技巧[J].氣象水文海洋儀器，2014，31（2）：109111.

[5]楊金紅，高玉春，柴秀梅.新一代天氣雷達(dá)運行保障能力分析[J].氣象科技，2014，42（1）：3137.

[6]舒毅，李棟，任雍.數(shù)字示波器在雷達(dá)維護(hù)維修中的應(yīng)用[J].氣象水文海洋儀器，2012，29（2）：7780.

作者簡介：羅紅（1984），女，漢族，四川南充人，工學(xué)學(xué)士，工程師，從事天氣雷達(dá)探測和保障工作。