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