探析c波段天气雷达常见故障及维护管理措施

探析c波段天气雷达常见故障及维护管理措施

张沛然1，谢泽霖2

(1.克拉玛依区气象局 834000；2.青河县气象局 836200)

摘要：C波段天气雷达具有完善的在线校准标定功能及测试、监控功能，可以实现全天不间断的监控，探测的气象数据也更精确，能够有效用于暴雨、热带气旋及风切变等中小尺度天气的监测和预警。近年来，由于全球气候变化的影响，极端天气事件发生的频率不断上升。气象部门需充分利用C波段天气雷达对天气变化进行密切监测和预报预警，以降低或避免气象灾害造成的人员伤亡和经济损失。本文论述了C波段天气雷达的工作原理，分析了C波段天气雷达工作过程中常见的故障及维修方法，并对维护保养的方法进行了探究，以保障C波段天气雷达的正常运行。

关键词：c波段天气雷达；常见故障；维护；管理

引言

为了保证气象探测数据的精确性，c波段天气雷达处于连续不间断的运行状态，长时间的运行使雷达极易发生故障。因此为了保障天气雷达的稳定运行，相关工作人员应熟练掌握c波段天气雷达的基本原理，熟悉c波段天气雷达常见的故障原因及维修方法，以及时对故障进行维修维护，确保雷达的持续工作。同时，应注重对c波段天气雷达的维护保养，及时对潜在的故障点进行保养，降低故障的发生频率，进而提高雷达探测数据的准确性。

1天气雷达的工作原理

C波段天气雷达系统有雷达发射机、接收机、伺服系统、信号处理器及数据处理与显示器等，各个子系统之间相互联系构成一个整体。C波段天气雷达系统具备自检、在线校准标定及机内测试等功能。C波段天气雷达的工作原理与其他天气雷达基本一致，它以一定的重复频率发射出持续时间极短的脉冲波，对被降水粒子散射回来的回波脉冲进行接收。降水对天气雷达发射波的散射和吸收同雨滴强度、降水粒子的状态等特性有着密切关系。因此，通过对降水回波进行分析，可以判定降水的各种性质，并通过已有的降水回波功率与降水强度之间的关系式及原理，从而能够探测一定范围内的降水分布情况和总降水量。C波段天气雷达的频率较高，具备一定的抗干扰性，不仅能可靠测量降水的位置和强度，还能对降水内部的气流速度和流向进行监测。我国c波段天气雷达的波长在3.75到7.5厘米间，可以监测到距离大于400千米区域的暴雨等大范围强降水天气，并可准确估测150千米半径范围内的降水区内的降雨情况。

2c波段天气雷达常见故障及维修

2.1发射系统故障及维修

C波段天气雷达系统的发射机在工作过程中会出现异常现象，这可能是调制器脉冲故障及脉冲过载。发射机工作中出现异常，在复位c波段天气雷达系统后，故障问题如果消失，则说明监测到的发射系统故障属于外部介质或环境因素引起的故障问题，这种情况一般是由于雷达监测系统检测点过于灵敏造成的。若是在复位c波段天气雷达系统故障后，发射系统仍不能正常运行，则需继续进行检查，以确定故障原因。在雷达系统显示准加高压后，加高压操作过程中若出现雷达电源空气开关断开，则可能是调制器内禁止脉冲信号的接头出现了故障，这是需要及时更换相应元器件。在夏季高温天气，发射系统的放电开关等相关组件都会出现故障。因此在高温天气要提前做好降温的措施，从而降低发射系统故障的频率，保障雷达系统的稳定运行。

2.2回波故障及维修

在c波段天气雷达正常启动后，强度场回波信息无明显异常，却在速度和谱宽场没有回波信息提示，在监控程序上的各个检测点也无故障报告，出现这个状况的主要原因是由于接收机与滤波器之间之前的回波信息并没有被正确区分。关于频率和谱宽区无回波通信的故障，要根据强度场的有关数据来判断各部分的电路能否正常传输，如果电路正常，则表示故障点不在采集器和网络，就需将检测放在不同模块的信号输入输出端口，从而确定故障点。如果回波出现故障，需先检查信号处理器，在确定好备份加速器后重新启动，查看回波故障是否存在；若故障依然存在就需将信号监控面板的开关调节在检测档，分析终端的强度场及速度场的回波强速，以查看支路是否存在故障；若是以上程序均正常，就需对信号处理面板上的I、Q位置进行检查，如果这两个部位输入端口的电流仅有几毫安且信号波形状不正常，则说明故障点在接收机。此时需将接收机的电源打开，对相关的元器件进行测试，确定具体的故障点，之后更换备份，再启动设备加高压回波即可恢复正常。

2.3雷达天线动态故障及维修

C波段天气雷达在运行过程中天线动态故障是发生频率较高的故障。雷达天线动态故障表现在天线基座出现动态误差及备用强制报警系统不可操作两方面。造成雷达天线动态故障的因素较多且复杂，需要对这些部位进行测试，以确定具体故障点。在故障排查中，先清洗雷达的碳刷及滑环，清洗过后，如果设备依然出现故障，可以通过软件检测处于持续转动状态下的各个方位角和俯卧斜度，若是检测出现错误信息提示，而方位显示正常，就说明故障点在仰角。确定故障点后，需要进一步检测，更换数字版和模拟板，如果故障问题没有解决，就需对光纤板的上下进行检测，如果光纤板出现问题，直接更换有问题的光纤板，从而保证雷达天线正常运行。

3c波段天气雷达的维护措施

3.1发射系统维护

发射系统是c波段天气雷达的重要构成部分，虽然出现故障的频率较低，但仍需及时对其进行维护保养，以降低故障的发生次数，提高发射机的使用寿命。一般每三个月对发射机进行一次防御维护工作，主要是对发射机的机柜、聚焦线进风口的滤尘网进行清理，防止灰尘堆积。同时，一年检测一次脉冲变压器的油箱，且需检查油箱中的介电强度，并且每半年查看一次电表的读数及测试点的参数。针对控制板上的相关指示灯也要定期检查，以保证其正常工作。

3.2伺服系统维护

天线是伺服系统的核心部分，因此在进行伺服系统维护过程中应把天线的维护保养放在重要位置。要加强对天线的日常维护和保养，对于天线座应三个月进行一次清洁，并查看天线座底部端盖与密封垫是否完好，并查看天线罩有无裂纹、漏水等情况。同时要对天线的运转速度进行检查，以保证其速度处于逐渐增加的状态，同时仔细倾听声音，如果出现问题及时进行维护；在天线运转正常的状态下，查看机械限位缓冲器的磨损情况，并调整电气限位在设定值范围内。要对天线的各个部位进行润滑，以保证天线转动顺利。

3.3附属设备的维护

构成C波段天气雷达的元器件较多，要做好雷达相关辅助设备的维护保养工作，以提高雷达的运行性能。C波段天气雷达的辅助设备包括含有储能装置的不间断电源、配电箱及油机等。对不间断电源，要定期对其电池进行电压测试，可以人为中断供电，以保证不间断电源能够负载供电。配电箱的维护主要是查看其接线柱与空气开关的工作状态，并检查电压是否正常。同时要做好油机的维护，检查油机内的水位、过滤器等，保证其处于正常状态，在气温较低时，适时添加防冻剂，以避免其无法运行。

结语

C波段天气雷达在气象监测和预警中发挥着重要作用，因此要保障天气雷达的持续、正常运行。工作人员要熟悉c波段天气雷达在运行过程中常出现的故障，并掌握一定的维修技巧，从而及时处理故障问题，并定期对雷达的各个部分进行维护保养，以稳定天气雷达的正常运行状态。

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作者简介：张沛然(1998.07)男，汉族，新疆，本科学历，助理工程师，从事综合观测业务工作。