新一代天气雷达的故障诊断与维修维护措施

新一代天气雷达的故障诊断与维修维护
措施
摘要：新一代的气象雷达可以处理各类中小尺度的风暴、冰雹、暴雨、强对
流等灾害天气的实时监控，并产生多种气象资料，并在网上进行数据传送，具备
很强的探测、信号处理、图像显示和传送功能。

在现代科技快速发展的今天，电
子设备、微电子技术、大规模集成电路等领域的大量使用，使得雷达设备的更新
和需求不断提高。

所以，在未来的发展过程中，只有做好雷达系统的故障判断以
及处理工作，才能保证其安全、高效地工作。

关键词：新一代，天气雷达，故障诊断，维修维护
引言
新一代天气雷达是综合气象观测系统的的一个主要内容。

近几年，随着科学
技术的飞速发展，各地都在加速推进气象服务的信息化，新一代天气雷达由于具
有高分辨率、高时效性等特点，在全国各地都有了较好的应用。

新一代天气雷达
能极大地提高对各种气象因素和各种天气现象的观测准确度，对短时强降雨、大风、雷电等短期临近天气预报以及台风、暴雨等其他灾害性天气的监测预测等气
象业务的开展，将会给我们提供更加全面、准确的数据基础，在大气探测、气象
预报中占有十分关键的地位。

然而，新一代气象雷达在实际应用中经常会遇到各
种问题，严重地制约着气象监测工作的顺利进行。

在这一背景下，文章讨论了新
一代气象雷达的常见故障和故障诊断，以期提高当地的气象检测服务质量。

1.新一代天气雷达的相关概述
CD型雷达是参考美国CINRAD/CD雷达的技术和思想，利用现代雷达、微电
子和电脑技术，研制出一种 S频段全相参多普勒雷达，目前已向国家气象部门供
应16台，约为全部雷达总数14.5%。

当前使用的气象雷达均为商业作业，是新一
代天气雷达网络监控的一个关键环节。

新一代天气雷达能够提供基本的辐射系数、
径向速度、谱宽等信息，同时还可以输出影像制品，并且能够提供更高的空间信息，如铁路、公路、河流等，为气象服务提供了大量的数据资料，同时也提高了
我国对流天气的监测能力水平。

在新一代天气雷达系统的建设中，新一代天气雷
达的维修与检修已成了当前亟待解决的热点问题，因此应加强对新一代天气雷达
的维修与故障分析与排除工作，并对其工作状态进行深入的研究与分析，改进新
一代天气雷达的失效原因和解决方法，确保天气雷达安全稳定运行[1]。

2.新一代天气雷达硬件运行故障判断处理
2.1伺服系统
新一代天气雷达系统包括雷达数据采集、雷达产品生成、主用户处理器等三
大模块。

雷达对降水颗粒的检测是基于空气与标准气象条件一致的假设，与真实
的气象条件有较大差异，从而导致了雷达资料精度的限制。

而且，由于不同的雷
达特性不同，检测手段也有限，导致了距离折叠和速度模糊不清等问题，给雷达
带来了更大的误差。

但是，因为辐射速率是通过多个脉冲对获得的平均辐射速率，所以它是一个平均的辐射速率。

雷达辐射系数是由四个采样容积在辐射方向上的
平均值得出的，雷达发射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，这
使得雷达的探测数据更具代表性。

在伺服系统运行中，有时会发生方向传动电压不能增加的问题。

这种问题的
解决办法：经过仔细检查，发现电源分机中的方位熔断器有烧焦的情况，更换后
驱动器可以继续工作，但是在开机时发现方向驱动的电压很高，超出了10 A。

这
时更换备用板，可是问题依然没有解决，而且在紧急情况下，错误的电压也不稳定，有可能为电动机的错误。

经检测，电动机的转速比平时高出几倍，应立即取
下电动机，经检测得知电动机的斜齿内有湿气，将碳刷卸下获悉碳刷磨损也较为
严重，可通过对电动机的故障进行替换，从而有效地改善问题。

2.2发射系统
在传输设备发生操作失效时，必须根据具体操作中的故障进行判定和处置。

当发生传输设备不能工作的时候，就会产生发射系统调到脉冲的现象。

此时应该
首先对系统的错误进行重置，对发生的错误进行简易的处置。

若该系统能恢复工
作状态，说明该监测体系已能正确地进行故障诊断。

在不能解决的情况下，还要
对发生的问题进行进一步的分析和处理。

在高温环境下，若发生发动机的内部失效，主要是放电开关、发电机高压电源、聚焦线圈电源等。

所以在高温的情况下，必须对其进行适当的冷却，从而减少发射装置的失效概率，从而提高发射器的寿命。

另外，要经常切断发射器的高电压以保证发射器工作正常[2]。

2.3接收系统
接收系统的问题，是因为雷达探测子系统没有发出信号，而接收端的信号却
还在。

这说明了该雷达系统的检测点设备能够正确地工作，在进行故障诊断时可
以忽略，从而可以对探测点的设备配置进行更深入的研究。

当接收端不存在任何
错误信息，而返回信号却可以正常地呈现时，则必须对接收器的回声信道进行故
障探测，查明故障的成因，从而进行高效的处置，促使接收系统能够正常运行。

3.新一代天气雷达软件故障分析处理
3.1UCP 程序故障
PRG电脑的存储器溢出问题，这是由于UCP在执行过程中自动下线后Rdasc
也不能正常工作，因此必须重新启动UCP和Rdasc。

UCP的错误经常发生于UCP
的切换方式，它是UCP系统的一个缺点，应该通过对UCP进行改进。

3.2宽带通讯故障
宽带是RDA与RPG之间的通信连接。

新一代的气象雷达RDA与RPG通信时，
多以以太网为基础，与集线器、光端机、PUP一起组成了一个局域网。

PRG与PUP
具有很好的稳定性，对保证实时、高效的观测资料具有很大的意义。

若有宽带通
信线发生错误，一般是由于“RPG循环测试超时”及“径向数据丢失”所致。

尽
管这些故障对气象雷达的持续观察有很大的作用，但对收集和传递的数据有一定
的不利作用，RPG无法保证原始数据的准确度，而且在PUP中不会出现任何的产
品信息。

当RPG电脑在进行资料的处理时，发生了以上的问题，并且故障出现声
音报警作用不大时，就必须重新启动Rdasc程序和UCP程序[3]。

3.3天线故障
由于天线的动力学错误，使雷达不得不等待，并且在天线停转后很难回到PAPK区。

总体上，天线故障的原因是天线驱动电动机的瞬间超载，天线底座中的
多余装置运行异常，天线控制程序死循环。

解决办法：首先启动RDASC，然后就
可以重新启动RDASC。

如果以上的方法还不能修复，在重启Rdasc后，可以使用“手动控制”将其还原到PAPK区，再等一会儿，该系统就会恢复到原来的状态。

如果以上两种方式都无法奏效，那么就必须在“5A2维护面板”的“伺服电源”
按钮上切断，然后再连接，这样就能有效地修复天线的问题了。

4.新一代天气雷达日常维护管理
4.1天伺系统
分别检查发射体与俯仰平衡臂、方位减速器与转台间螺栓及其它螺栓的紧固
情况，并及时将其松动的地方进行紧固。

在推进时逐步提高转速，并检查推进过
程中出现的不正常现象并立即进行处置。

如果没有任何不正常的状况，则要查看
机器极限缓冲装置的损坏程度，在电器极限位置不正常的情况下，要把螺丝旋上
的螺丝固定，保证符合设定值，并进行润滑。

4.2发射系统
为了防止触电，必须在发射台进行维修和调整之前进行足够的放电。

注意检
查发动机内部的散热风机是否工作，并保证每个组件及电源的输入（输出）电压
是否正确。

4.3天线座体
对天线座的水平情况每半年进行一次巡检，如果超出了偏差值，需要进行相
应的调节。

天线底座的每个三个月进行一次清洗，以确保其底座的所有部件的端
帽和密封件完好。

应将2个方位门盖板和检测点盖板摘除后，对车座内各插销的
接头部位进行检查，清理完毕后要进行恢复[4]。

4.4配电系统
主要是对配电箱内的电源接线柱进行检测，并注意各开关接线柱是否松动，
外壳有无损坏，测试各输出处的电压与规格和规格中的要求一致，并保证其在指
定的限度之内。

5.总结
新一代天气雷达的运用，为各方面的气象工作和灾害防治工作的发展奠定了
坚实的技术基础，然而在长时间的使用中，不可避免地出现了许多问题。

所以，
雷达机务保障工作必须提高认识，强化检修技术手段，并对出现的常见问题进行
认真的分析和判定，采用了一种科学、合理的办法来进行治理。

另外，还要对新
一代天气雷达进行例行保养，减少故障发生概率，保证其正常运行。

参考文献
[1]吴宏伟. 浅谈新一代天气雷达的日常维护与故障分析及排除[J]. 中小企
业管理与科技, 2020.
[2]毛承敏, 石伟, 张坤,等. 新一代天气雷达CINRAD/CB型常见运行故障及
维护管理[J]. 电子工程学院学报, 2020.
[3]高翔宇,游文华,刘海山. 新一代天气雷达的常见故障分析及日常维护[J]. 科学与技术,2020(11).
[4]王超. 新一代天气雷达运行故障分析处理[J]. 科技新时代, 2018(8).
作者简介：孙开荣（1980.02）男，汉族，安徽砀山，本科学历，工程师，
从事气象信息网络建设维护，气象雷达的应用维护等工作。