GFE(L)1型二次测风雷达讲解学习
GFE(L)I型二次测风雷达方位和斜距的标定
仪 方位 读 数就 可 以得 出 , 同样 用[ 0~ LC A+ B A) 1 。( B L C 】 8 可
得 B AC的大 小 。 用 三 角形 的正 弦 定律 可 以求 出 AB 的 应 长度 :
AB+ i BC BC i snL A= +snLBC A AB= BCx i BC sn BC sn A+ i A
雷 达 数 十 米 外 的 一 高 处 , 设 经 纬 仪 ( 度 比 雷 达 瞄 准 镜 架 高 高 )用 磁 针标 定 好 方 位 ( 意 标 定 时应 将 当地 的磁 偏 角计 , 注 算 在 内 )另 一 个 人观 测 雷 达瞄 准 镜 , 有 1 在机 房 转 动 , 还 人 雷 达天 线 , 经 纬仪 和瞄 准镜 相互 瞄 准 , 后读 取经 纬 仪 的 使 然
方 位 角 嘞, 达 方 位 角 为 , 动 天 线 使 雷 达 方 位 角 在 a 雷 摇 , 的 基 础 上 增 加 (8 一 o , 持 仰 角 为 0 。 方 位 轴 角 板 10 a ) 保 。将
现 在 已知 AB的距 离 ( 设 为 50m)再 来进 行 距离 标 假 0 。
定 , 、 发射 机 距 离 零点 的 标定 方 法 一样 。 探空 仪 放 置 大 小 将
2 斜 距 的标 定
对 精度 要 求 很 高 , 定 中的 任何 差 错都 会 影 响 观 测记 录的 标 准确 性 。 定 时 必须认 真仔 细 , 格要 求 , 标 严 反复验 证 , 求 精 力 确 。 F ( ) 型 二 次 测风 雷 达 的标 定 主 要包 括 天 线水 平 的 G E L1 调 整 、 角 零 度 的标 定 、 仰 方位 角 零 度 的标 定 、 离零 点 的标 距
处, 打开 L波段雷达 , 使雷达对准探空仪 , 用鼠标点击控
GFE(L)1型二次测风雷达位势米和几何米偏差分析
因此 以一 定 角度进 入 空 中 的 电磁 波会 向下 折 射 , 见
图 1 。
由图 1可 见 雷达 测 出 的仰角 高 于 实 际仰 角 , 当 目标 物 仰 角 高 于 6 。 时, 大 气 折 射 误 差 一 般 小 于 0 . 2 。 , l 仰角 6 。 时0 . 1 。 、 0 . 2 。 大气 折 射 误差 可 能 造 成
h t t p : / / www . q x k j . n e t . c n气 象 科 技
第 二 届 全 国气 象 观测 技 术 经 验 交 流 会 ( 2 0 1 2年 4月 , 北京) 优 秀 论 文
作者简介 : 陈存根 , 男, 1 9 6 2年 生 , 学 士, 高级 工 程 师 , 长期从事高空观测业务 , E ma i l : C h e n q x j s @1 6 3 . c o m
的大致误 差 见表 1 。
射模 式 的混合 体大 气 都 可 能 是存 在 的 , 因 此折 射 造
成 的高度 误 差呈 多样 性 , 出 现 与理 想 状 态 相 反 的 偏
差 也是 可能 的 , 有 时误 差甚 至很 大 。
1 . 2 电磁 波速度 偏差 引起 的 高度差
雷达 测 距 使 用 的 电磁 波 速 3 0 ×1 0 k m/ s为 真
地 位势 高度 , 理论 上 两者应 该 比较接 近 , 但实 际工 作 中有 时 两 者 偏 差 很 大 , 经 常 有 台 站 反 应 差 值 可 达
图 1 雷 达测 角 空 气 折 射 误 差 示 意 图
空仪
4 0 0 0 ~5 0 0 0 m, 明显不 合 理 。本 文 就产 生 偏 差 的各
GFE(L)1型二次测风雷达故障及维修
考和借 。 关 键词 G F E ( L ) 1 型二 次测风 雷达 ; 故 障; 维修 中图分类 号 S 1 6 3 文 献标 识码 A 文章编 号
1 GF E( L) 1型二次 测风 雷达的作 用和基本原 理
发射 分系统 、 接 收分 系统 、 测 距 分系 统 、 测角 分 系统 、 天控 分 系统 、 终端分 系 统 、 白桫 译 码 分 系统 、 发 射/ 显示 控 制 、 电源
分系统 1 0个 分系统 , 各分 系统的相互 关系如 图 1 所示 。
2 GF E( L) 1型二次 测风雷达 的组成和各分 系统的作 用
为 气象 预报 、 防灾 减灾 , 特 别 是重 大灾 害性 天 气预 报提 供 了 更加 及时 、 准 确 的 高 空 气象 资 料 。观测 是气 象 事 业 的基
2 . 1 组成
G F E ( L ) 1型二 次测 风 雷达 由室外 、 室 内 2个部
2 . 2 各 分系统 的作用
1 . 1 作用
此雷达 专用 于高空气 象综 合性 探 测雷达 它 与
G F E ( L ) l 型 二次测风 雷达 实 现 了角度 、 距 离 自动跟 踪 , 具 有
气 球 上携带 的数 字 探空 仪来 完 成 , 数 字探 空仪 是 由对气 压 、 温度、 湿度 反应 灵敏 的 电子 感应元 件及 转换 电路 所 组成 , 电
子感 应元 件 的 电参量 随着 大 气 中气压 、 温度 、 湿 度 的变化 而 变化 , 这 些 变化 值通 过转 换 电路转 变成 不 同的二 进制 数据 ,
GFE(L)1型二次测风雷达两例故障处理及分析
位及元 件 , 例如: 中频通 道 输 入 电缆 是 否 松 动 ; 中频
2 故 障及 排 除方 法
2 . 1 个例 1
电缆是 否 断路 、 损坏; 高放盒正常 与否; 天馈、 前 置 高放 、 高频 组 件 、 中频 通 道 盒 等 工 作 是 否 正 常 。经 检查 中频 通 道盒 及 其 输 入 电缆 松 动 是 本 次 故 障 的
2 0 1 3年 第 2期
贵 州 气 象
J o u r n  ̄O f G mz h o u M e t e o o r l o g y Vo L 3 7 NO . 2— 6 5 9 8 ( 2 0 1 3 ) 0 2— 0 0 3 8一 O 2
放球 。
主要原 因。据此 , 迅速检查雷达 中频及通信通道接 口接 触是否 良好 , 并 启 动备 份 接 收机 。接 收 机 信 号 接收 正 常 ( 此 时探 空 信 号 缺测 已超 过 5 m i n ) , 断定
为雷 达故 障 。因缺 测 时间 >5 m i n , 引起重 放球 。
3 导 致这 2时 次 重放 球 的原 因
3 . 1 应 急处理 思路不正 确
面对 突发事 件 要有 一 个 正确 有 效 的 工作 思 路 , 例 如碰 到这种探 空 信号 突 然 消失 的情 况 , 值 班员 往
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 1 —1 6 第一作者简介 : 覃晓玲 ( 1 9 7 7 一) , 女, 工程师 , 主要从事高空气象探测工作 。
和应对处理方法 , 旨在引起高空 台站的足够重视 , 以促进业务人员平 时加强训练 、 学 习和总结 。
L波段探空GFE(L)1型二次测风雷达资料在重庆大气边界层特征分析中的应
L波段探空GFE(L)1型二次测风雷达资料在重庆大气边界层
特征分析中的应
L波段探空GFE(L)1型二次测风雷达资料在重庆大气边界层特征分析中的应用
基于L波段探空GFE(L)1型二次测风雷达资料具有垂直分层密,并从地面开始就可以获取资料的特点,将其用于重庆市主城区边界层特征的分析,用于逆温与能见度、浓雾和空气污染指数的分析.结果表明,L波段探空雷达资料不仅可以用于大气边界层特征分析,还可以在污染气象分析预报、雾的预报、有害气体泄露事件应急气象服务,风能评价等多个领域发挥作用.
作者:马力张银廷 Ma Li Zhang Yinting 作者单位:马力,Ma Li(重庆市气象局)
张银廷,Zhang Yinting(重庆市沙坪坝区气象局,重庆,401147)
刊名:气象科技 PKU英文刊名:METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期):2008 36(1) 分类号:P4 关键词:L 波段雷达探空边界层大气污染。
GFE(L)1型二次测风雷达天控系统常见故障及处理方法
仪而形 成 的角误 差信 号 , 再 进 行放 大 、 平 滑等 处理 后
送到方位 、 俯仰 驱 动器 , 以使 方 位 、 俯 仰 交流 电机 带
过D / A转 换 器转 换成 代 表 角误 差 大小 、 方 向的 速度
电压 ,再 经 直流放 大 器放大 后送 给驱 动 器驱动 天 线 朝 着减 小误差 的方 向转 动 , 完成 自动 跟踪 的功 能 。 天控 主板 ( 1 1 — 6 板) 主要 信 号 流 程 见 图 2 。
扫 描完 全一 样 的波瓣 特性 , 再 经接 收机放 大 、 变频 处 理 后送 到 天控 主板 。天控 主板 解调 出天 线偏 离探 空
波 器上 的 4条亮线 两两 对齐 时 , 即对 准 了探 空 仪 。 在 自动 工作状 态 时 , 由软 、 硬 件结 合 的控 制单 元
电路 将 调制在 8 0 0 k H z 副 载波 的角 误差 信号 解 调 出来 ,经 放 大 后 送 给 A / D转 换 器将 其 转 变 成 数 字 量, 微 处理 器 将 这个 数 字量 滤 波 、 平滑后 , 再 将 其通
探 空仪 跟 踪 的 关键 系统 , 保 证 该 系统 正 常运 转 至 关 重 要 。
关键词: G F E ( L) l型 二 次 测 风 雷 达 ; 天 线控 制 系统 ; 故 障处 理
ห้องสมุดไป่ตู้
1 天控 系统 的基本 组成 与原 理 G F E ( L ) 1 型二 次测 风雷 达天 控 系统 主要 南 1 l 一
检查 与排 除方 法 :在 天线座 处摘 掉俯 仰供 电线 缆 W3插 头 , 人1 搬 动 天线 使俯 仰在 适 当位 置 , 打 开
俯仰 驱 动仓 盖 , 检 查 传动 皮 带 , 一 般 为 老化 断 裂 , 更 换 传 动皮 带 。 ( 3 ) 故 障现 象 : 摇动方位 , 观 察方 位 角 度显 示 数 据 无 变化 , 方位 驱动 箱无 告警 , 在 天线旁 能 听到方 位 伺服 电机空 转声 , 天 线不 动 。 故障 分 析 : 手 动操 纵 方 位 , 天线 不 动 , 方位 驱 动 箱 无告 警 , 说 明伺 服 电机 正常 , 问题 可能 l 叶 I 在 传动 部 分 。方 位是 靠 弹片联 轴 器连接 电机 和方 位传 动装 置 的, 如 罔 3所示 。 如果 操作 天线 过猛 , 扭 矩 力过 大 , 会
浅析GFE(L)1型二次测风雷达的使用\维护和维修
浅析GFE(L)1型二次测风雷达的使用\维护和维修摘要本文通过对GFE(L)1型二次测风雷达的理论基础和探测方法的阐述,说明GFE(L)1型二次测风雷达在实际运用中,熟练掌握GFE(L)1型二次测风雷达的技术原理和操作、检测、校准,定期对雷达进行维护与保养,使GFE (L)1型二次测风雷达保持良好的性能,确保GFE(L)1型二次测风雷达处于最佳的工作状态,从而及时、准确获取高空探测基本资料,避免高空探测过程中因系统引起的长期飘移误差,并可延长雷达的使用寿命。
关键词GFE(L)1型二次测风雷达;使用;维护;维修;高空探测L波段高空探测系统是我国自主研制的新一代探空系统。
其中的GFE(L)1型二次测风雷达是59—701测风型雷达的更新换代产品,它同GTS1型数字探空仪配合使用,可探测高空风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素,具有探测精度高、采样速率快,使用方便等特点,实现了高空气象探测仪器的数字化和自动化。
为使该系统正常运行,保证探测工作的顺利完成,在实际工作中应严格按照规范、规程去操作,正确使用GFE(L)1型二次测风雷达,及时处理实际工作中出现的常见故障,定期对雷达进行维护保养,降低故障的发生率,从而延长雷达的使用寿命。
1GFE(L)1型二次测风雷达概述1.1GFE(L)1型雷达系统组成和基本原理GFE(L)1型二次测风雷达是由天馈线分系统、发射分系统、接收分系统、测距分系统、测角分系统、终端分系统、天控分系统、自检/译码分系统、发射/显示分系统、电源分系统十个系统组成。
在高空气象探测时,L波段雷达对探空气球的运行轨迹,进行连续的跟踪、定位、测量,利用数学模型计算出测风数据;雷达接收机不间断地接收探空仪发射回来的探空码,经译码得到探空数据。
基本原理是探空气球携带带有无线电回答器(简称回答器)的探空仪器升空,测量时;L波段雷达在地面向它发出“询问信号”,“询问信号”触发回答器对应地发回“回答信号”,根据每一对询问与回答信号之间的时间之隔和回答信号的来向,就可以测定每一瞬间探空气球在空间的位置——即它距雷达的直线距离(斜距)、方位角、仰角,然后根据高空风计算公式,就可计算出各高度层的风向、风速。
GFE(L)1型二次测风雷达方位和斜距的标定
GFE(L)1型二次测风雷达方位和斜距的标定摘要介绍GFE(L)I型二次测风雷达方位角零度和斜距的标定方法,以供气象工作者参考。
关键词GFE(L)I型二次测风雷达;方位角;斜距;标定GFE(L)1型二次测风雷达的标定是一项细致的工作。
对精度要求很高,标定中的任何差错都会影响观测记录的准确性。
标定时必须认真仔细,严格要求,反复验证,力求精确。
GFE(L)1型二次测风雷达的标定主要包括天线水平的调整、仰角零度的标定、方位角零度的标定、距离零点的标定和光轴、机械轴与电轴一致性的校正等。
在GFE(L)1型二次测风雷达技术使用说明中,关于方位角零度和斜距标定方法的介绍有些模糊,实用性不强,对于工作人员来说,有时操作起来比较困难,故特提出以下新的标定方法,以供气象工作者参考。
1方位角0°的标定目的:使GFE(L)1型二次测风雷达的方位角显示为360°(0°)时,雷达天线光、电轴对准地球的正北方向。
标定条件:雷达方位角0°的标定必须在天线水平和仰角:校正完后,雷达瞄准镜安装正确(即光轴与机械轴一致)的情况下进行。
要达方位0°的标定方法有以下2种。
(1)需要3人配合进行,1人在距GFE(L)1型二次测风雷达数十米外的一高处,架设经纬仪(高度比雷达瞄准镜高),用磁针标定好方位(注意标定时应将当地的磁偏角计算在内),另一个人观测雷达瞄准镜,还有1人在机房转动雷达天线,使经纬仪和瞄准镜相互瞄准,然后读取经纬仪的方位角α0,雷达方位角为α1,摇动天线使雷达方位角在α1的基础上增加(180-α1),保持仰角为0°。
将方位轴角板(11-8号板)上的标定孔对外短路,方位读数为0,这时雷达数据终端显示方位角读数为00:00,说明方位角零度的标定完成。
(2)气象工作者经常用北极星来标定零点,但如果台站位于城市的南郊,北极星与城市处于一个方向上,城市的灯光干扰使北极星的寻找显得比较困难,而且用这种方法进行标定会非常繁琐,用三、四次观测记录的平均值来标定,存在一定的误差。
GFE(L)型二次测风雷达接收系统原理及常见故障处理
GFE(L)型二次测风雷达接收系统原理及常见故障处理【摘要】本文针对GFE(L)型二次测风雷达的特点,按照接收系统前、后端的功能划分,介绍各模块的主要工作原理、特点和主要技术指标,依据各模块参数、技术指标和典型故障事例,分析其产生故障的特点和原因,以便在维修中快速定位和排除故障,且已在实际应用中得到了验证。
【关键词】GFE(L)型;二次测风雷达;接收机系统;故障处理接收机是雷达系统的重要组成部分,其功能是通过预选滤波、放大、变频、滤波、解调等方法最大限度获得有用回波信号,同时滤除无用信号,将目标反射或散射回的微弱射频信号变成有足够幅度的视频或数字信号,用以满足信号处理的要求。
GFE(L)型二次测风雷达是中国气象局新一代高空气象探测雷达,其接收系统采用了单通道、单脉冲二次雷达工作体制,它与数字探空仪相配合,将回答器回答的微弱射频信号放大成有足够幅度的视频信号,送至测角、测距、天控、数字终端等系统,用以解调有用信号和实现测距、测角的自动跟踪以及对雷达的控制。
所以,接收系统性能的稳定,直接影响雷达其它系统的正常工作以及探测的精度[1]。
新疆区2006年完成安装并投入业务运行的有十四部。
多年的业务运行表明,该雷达工作状态良好,探测精度较原来710型雷达相比有较大提高。
但是,接收和天控系统的故障率较高,影响了探测的精度及数据的完整,本文重点从雷达接收系统的结构及工作原理入手,分析可能产生故障的原因以及对其它系统的影响,找出解决问题的办法。
1 GFE(L)型二次测风雷达接收机的各部分功能及基本原理1.1 GFE(L)型二次测风雷达接收机的各部分功能及技术指标GFE(L)型二次测风雷达的工作频率为1675±6MHz,是目前气象部门二次测风雷达的主要工作频段,工作在这个频段具有作用距离远、外部噪声低、天线尺寸小、角分辨率高等特点。
其主要技术指标:工作频率:1675±6MHz本振频率:1645±6MHz灵敏度:≤-107dBm带宽:2.7MHz总增益:≥110dBAGC控制能力:≥70dBAFC跟踪范围:±4MHzGFE(L)型二次测风雷达接收系统由前端和后端两部分组成,功能是将天线所接收到的探空仪射频信号加以放大、变频、解调送到测距、天控分系统以完成测距和跟踪应答器的功能。
GFE(L)1型二次测风雷达维修实效提高策略
掌握 维修 基 础 理 论 和 雷 达 的基 础 知 识 , 练 掌 握 雷 达 各 个 熟
部 分 的功 用 、 成 、 构 、 组 结 主要 性 能 ; 头脑 中应该 有 清 晰 的 在 雷达 结构 原 理框 图 ( 1 、 本 工作 过 程 和信 号 流程 图 。 图 )基 ( ) 悉雷 达 的性 能 参 数 和 电路 中 一 些 主 要 工 作 点 参 2熟 数 。 悉 测 试仪 表 的性 能 、 用方 法 和 测 试 方 法 ; 握 元 器 熟 使 掌 件好 坏 的鉴 别方 法 。 ( ) 突 发 故 障 时 应 有 沉 着 冷 静 、 事 不 乱 的 应 对 能 3遇 遇
是在 探 测范 围和 精 度 、 测 数据 质 量 , 是 在操 作 处理 的 自 观 还 动化 程 度 等 方 面 , 出现 了 质 的 飞 跃 。 系统 的采 用 , 得 都 新 使 高空 气 象观 测 业 务 愈来 愈 依赖 于 L波段 系统 的正 常 稳定 运
行 , 测 系统 设 备故 障 成 为 制 约 业 务 质量 稳 定 提 高 的最 大 探
摘要
根据 GF L 1型二 次测 风 雷达 近 1 E( ) 0年 来使 用 、 维护 、 维修 过 程 中的 实践 经验 , 检修 应具 备 的基 本条 件 、 从 检修 的基 本要 领 及 方
法、 仪表 使 用 注意 事 项等 方 面 , 阐述 了提 高 G E() F L 1型二 次测 风 雷达 故障 维修 实效的 方 法。
() 1 由大部 位 到 小 部 位 。 定 故 障 部 位 时 , 首 先 根 据 确 应 已掌 握 的故 障 现 象 , 照 雷 达 组成 框 图 ( 1 , 把 故 障 的 按 图 )先
述 切 实 提 高 L波 段 雷 达 设 备 故 障 维 修 实效 的方 法 , 保 观 确 测 员在 出现 故 障 特 别 是 突 发 紧 急情 况 下 , 能够 保 持 思 路 清 晰 、 着冷 静 、 沉 有条 不 紊 、 高效 准确 地 寻找 和 锁定 故 障点 。
GFE(L)1型测风雷达
全机框图1—宽行点阵打印机2—键盘3—控制盒4—显示器5—亮度控制盒6—鼠标7—示波器8—主控箱9—驱动箱10—基测箱11—UPS电源12—蓄电池室外室内三、特点1、中心频率:1675±6MHz。
2、角跟踪精度高,体积小,重量轻。
3、雷达断电后连续工作20分钟以上;耗电量。
4、实现了角度跟踪、距离跟踪、雷达控制、监控监测及数据接收、处理的全自动化。
5、最近测距距离可达100米以内。
6、采用电视监控手段,提高了放球成功率。
7、自动检测故障、报警,以图形的方式指出故障位置,提高可维修性。
8、以Windows9X/Window2000/ WindowXP中文版本为运行平台,数据接收纠错能力强,人机界面友好,操作简便。
9、终端软件具有气压—高度反算功能,使得雷达具有无线电经纬仪的功能。
10、终端软件的数据处理操作简便,在探测结束后可立即输出符合中国气象局气象规范的报表、报文。
第二节基本工作原理与之配套的探空仪是较为先进的数字式电子探空仪,温度、湿度传感器采用成熟的热敏、湿敏电阻,气压传感器采用进口半导体压敏材料,精度高,一致性好。
由传感器获得的电信号被探空仪中的微处理器采样、校正、编码,按1200Hz的波特率每秒一次向外发送。
探空仪的接收发射共用同一天线,其发射机工作在超再生状态,它产生的载波频率1671MHz的信号受调制器产生的800kHz信号的调制。
在不发气象码时,探空仪发射的信号即为“超杂波”,而在发码期间800kHz副载波将受32.7kHz方波调制,而有无32.7kHz方波取决于此时气象码是“0”还是“1”。
测距原理雷达发射“询问”脉冲被回答器的天线所接收,回答器就发射一个“回答”脉冲被雷达所接收。
由于询问和回答信号采用大致相同的频率,所以当雷达发射的询问脉冲被探空仪接收后,加到高频振荡器,使超再生作用加强,即“超杂波”的幅度增大即产生“鼓包”,在询脉冲作用后的一段很短的时间内超再生振荡停止即“缺口”,这个“鼓包”与“缺口”就是探空仪对雷达询问脉冲的回答信号。
GFE(L)1型二次测风雷达典型故障分析与维修
G F E ( L ) 1 型二次测风雷达 典型故 障分析 与维修
龙 智明 , 肖方荣 , 李争凯 , 段 文静
( 1 .湖南省怀化 市防雷中心 , 湖南 怀化 4 1 8 0 0 0 ; 2 . 湖 南省 怀化 市高空气象探测站 , 湖南 怀化 4 1 8 0 0 0 )
.
摘 要 : 怀化 G F E ( L ) 1 型二次测风雷达从 2 0 0 7 年1 月使用至今 , 出现过各种各样的故障。为提高雷达维护维修能力,
2 0 1 4年第 5期 第3 8 卷
贵 州 气 象
J o u r n  ̄O f G u i z h o u Me t e o ol r o g y Vo L . 3 8 NO. 5
文章 编号 : 1 0 0 3 - 6 5 9 8 ( 2 0 1 4 ) O 5 — 0 0 3 5 — 0 3
接收 不到 信号 , 不 能 观测 到球 炸 。
亮线两两不齐 ; 该现象连续 多次 出现 , 排 除旁瓣抓 球, 说 明此 现象 是 由雷达故 障 引起 。
2 . 2 . 2 故 障 原 因分 析 与 排 除方 法
出现 的原 因主要 在两 个方 面 :
信 号 两 两 不 齐
2 .接 收机性 能 , 发 现
接收机 增 益 明显偏 大 , 在地 面有 探 空 信 号 时 自动 增 益达 到 7 0 d B, 跟踪 茅草 的增 益 在 1 4 0 d B; 如果 雷 达
① 天控单元 1 1 — 6 本身 产生的程序方波有 问
题, 可 以更 换天 控板 1 1 - 6 。
收机接收信号能力减弱 , 雷达灵敏度 下降, 故 障应
在接 收分 系统及 通 道 。 一 雷达 接 收 分 系 统 由两 部 分 组 成 , 即 接 收 前 端 ( 室外 , 置 于天 线座仓 内 ) 及 后端 ( 室 内, 置 于主 控 箱
GFE(L)1型二次测风雷达信号弱的故障分析
触 良好 。再 更 换上 备用 中频通 道 盒 , 雷 达增 益 没 有恢 复正 常 , 不 是 中频 通道盒 的问题 。 2 . 4检 查雷 达合 差 箱 ( 两个 ) 和 天线机 座 ( 一个) 内
2 . 1 雷 达 出现 以上描 述 故 障 时首 先 怀疑 雷达数
第 1 期
王高清等 : G F E( L ) 1 型 二 次 测 风 雷 达 信 号 弱 的故 障 分 析
4 7
将 三 个 限 幅器 拆 下 , 换 上 同芯 电缆 , 在 用 同 芯 电缆 替 换 限 幅器 后 , 雷 达 开机 时不 能 开 发射 机 ( 最 好 在 开 雷 达 前 把 发 射 机 的 控 制 电缆 卸 下 , 以
邵武 高空气 象观 测站 G F E( L ) 1 型 二次测 风
果 供给 电压 过 低会 导 致各 主控 板 不 能 正常 工 作 , 从 而使 雷达 出现 故 障 。经测 量 供给 电压分 别 为 +
4 . 8 2 V、 + 1 1 . 8 6 V 、 + 1 4 . 8 3 V 和一 1 4 . 8 5 V, 电压 普 片 偏
2 0 1 3年 第 1 期 2 0 1 3 年 6月
福 建 气 象 F u j i a n Me t e o r o l o g y
2 01 3
NO. 1
J u n e
2 01 3
G F E ( L ) 1 型 二 次测 风 雷 达信 号 弱 的故 障分 析
(JFE (L)I型二次测风雷达方位和斜距的标定
GFE (L )1型二次测风雷达的标定是一项细致的工作,对精度要求很高,标定中的任何差错都会影响观测记录的准确性。
标定时必须认真仔细,严格要求,反复验证,力求精确。
GFE (L )1型二次测风雷达的标定主要包括天线水平的调整、仰角零度的标定、方位角零度的标定、距离零点的标定和光轴、机械轴与电轴一致性的校正等[1-2]。
在GFE (L )1型二次测风雷达技术使用说明中,关于方位角零度和斜距标定方法的介绍有些模糊,实用性不强,对于工作人员来说,有时操作起来比较困难,故特提出以下新的标定方法,以供气象工作者参考。
1方位角0°的标定目的:使GFE (L )1型二次测风雷达的方位角显示为360°(0°)时,雷达天线光、电轴对准地球的正北方向。
标定条件:雷达方位角0°的标定必须在天线水平和仰角校正完后,雷达瞄准镜安装正确(即光轴与机械轴一致)的情况下进行[3]。
要达方位0°的标定方法有以下2种。
(1)需要3人配合进行,1人在距GFE (L )1型二次测风雷达数十米外的一高处,架设经纬仪(高度比雷达瞄准镜高),用磁针标定好方位(注意标定时应将当地的磁偏角计算在内),另一个人观测雷达瞄准镜,还有1人在机房转动雷达天线,使经纬仪和瞄准镜相互瞄准,然后读取经纬仪的方位角α0,雷达方位角为α1,摇动天线使雷达方位角在α1的基础上增加(180-α0),保持仰角为0°。
将方位轴角板﹙11—8号板﹚上的标定孔对外短路,方位读数为0,这时雷达数据终端显示方位角读数为00:00,说明方位角零度的标定完成。
(2)气象工作者经常用北极星来标定零点,但如果台站位于城市的南郊,北极星与城市处于一个方向上,城市的灯光干扰使北极星的寻找显得比较困难,而且用这种方法进行标定会非常繁琐,用三、四次观测记录的平均值来标定,存在一定的误差。
此时可采用一种简单、实用的标定方法,具体如下:事先在台站经纬仪固定架设点利用现成的标定目标物对经纬仪标定,在天气晴朗的夜间,选择一个比较孤立而显著的星星,将标定好的经纬仪和雷达瞄准镜同时对准这颗星星观测,立即同步读取经纬仪方位读数α0和雷达方位角数据α1,把雷达方位移到读数为(α1-α0)的位置,将方位轴角板上的标定孔对外短路,方位读数为0。
GFE(L)-1型二次测风雷达的工作原理及标定
1 . 高 空 气 象 探 测 的 发 展 测 量近 地 面层 以上大 气 的 物理 、 化学 特 性 的 方 法 和 技 术 , 又 称 高 空 观 测 或 高 空 探测 。高 空气 象 观测 以测定 大 气 各高 度上 的温 度 、湿 度 、 气压 、风 向、 风速 为 主 , 其他 还 有一 些 特 殊项 目,如 大 气成 分 、臭
时 间 出现 了误 差 , 即 出 现 了相 位 差 ,也 就 产 生 了角 误差信号 。方 位 电机 则根 据这个 误差 信 号 来 调 整 天 线 的 向 左 或 向右 移 动 ,使 电 轴 重 新 回 到 正 对 探 空 仪 的方 向 。 3 . 3 测 风 原 理 探 空 气 球 携 带 着 无 线 电 回答 器 升 空 后 , 雷 达 在 地 面 向它 发 出 “ 询 问信 号 ” , 回 答 器 被 “ 询 问 信 号 ”所 触 发 , 向地 面 发 回 “ 回 答 信 号 ” 。 根 据 每 一 组 询 问与 回 答 信 号 往 返 时 间 之 间 隔 和 回 答 信 号 的 来 向 , 就 可 测 出 每 一 瞬 间探 空 气 球 在 空 间 距 地 面 雷 达 的直 线 距 离 ( 斜 距 ) 、 方 位 角 和 仰 角 , 再 根 据 高 空 风 计 算 公 式 , 可 得 出个 高 度 层 的 风 向 、风 速 。具 体 来 说 , 探 测 气 球 在 净 举 力 的 作 用 下 , 以一 定 的速 度 做 垂 直 上 升 时 , 同 时 也 在 风 的 作 用 下作水 平运动 ,由于气球 的体积很大 ,质量 却很小 ,在随风飘 移运动 中的惯性 也很小 , 因 此 , 可 将 气 球 的 运 动 看 作 是 空 气 质 点 在 空 中 的运 动 。气 球 在 水 平 方 向 上 的 运 动 , 完 全 可 以代 表 空 气 质 点 的 水 平 移 动 。将 气 球 每 分 钟 在 空 中 的位 置 垂 直 投 影 到 水 平 面 上 , 可 得 到 气 球 的 水 平 位 移 。 由水 平 位 移 的 大 小 和 方 向,即可得到探 测气球所经 过气层 的平均风 速 和风 向。这 就是L 波 段 雷 达 测 风 的 基 本 原
GFE(L)-1型二次测风雷达的几个故障实例分析
示 有错 误 的故 障实例 ,供 参考 。
1故 障现 象一
11故 障提 示 .
打 开高压数 分钟后 ,进 入保护状 态 ,磁控 管 电流为零 , 自检 系统 提示 :发射机 过荷保 护 ,故障部位 提
示 : l— 板 。 12
1 故障分 析与检修 . 2
如果 是发射 机有 过荷 现象 ,那就应 该是 发射 机 中的某个 元件 损坏 ,或 高压 电路 中某 处 绝缘 不 良打火 , 引起过 荷 ,故障 部位 应该 在发 射机 ,不 会是 1 - 板 。还有 一种 可 能就是 发射 机 正 常 ,是 1 — 板 ( 障 自 12 12 故 检板 ) 自身故 障而发 出发 射机过 荷的错误 信息 .且进入 保护状 态 。 由于发 射机 在天线 座 上 ,给 维修带来 困难 。但 换板 很简 单 ,根据 由简到 繁 的原则 ,因此 ,先换 上 1 — 1
3 3
的 2 脚
I
图 l 监 测 电 路 示 意 图 ( 中虚 线 左 边 为 发射 机高 压 电路 , 边 为 1— 电 路 ) 图 右 12
2 故 障现 象 二
2 1 故 障 提 示 .
仰 角个 位 ,小数 位不 变 ,只 有十 位有 变化 ,天 线会转 动 ,没 有丢 球 。 自检 系统提 示 :仰角 上 限位 。
7 1 5 型有 了很大 的 提高 ,大 大减 轻 了探 空员 的心理 压力 和 负担 ,受 到 广大 探 空员 的欢 迎 。此外 ,本 需 0— 9 达还增加 了一个 智能化 故 障 自检系统 ,它对 雷达 的1 个参 量进行 自检 ,一旦 检 出某 个参 量不正 常 ,立 即发 6 出告警 ,并 提示 哪个 参量 发 生变 化和 哪块 电路 板发 生故 障 ,机 务人 员 在它 的 帮助 下 ,就 能 很快 地 排除故 障。但是 ,雷达在 实际使 用 中出现 的故 障是多种 多样 的 ,有许多故 障不在 它 的检测 范 围 ,有 时 自检 系统也 会 出现错误 提示 ,因此 自检 系统 毕竟有 它 的局 限性 。下 面就分析几 个 自检 系统无 法检 测到 的或 自检 系统提
GFE(L)―1型二次测风雷达的工作原理及标定共10页文档
GFE(L)―1型二次测风雷达的工作原理及标定1.高空气象探测的发展测量近地面层以上大气的物理、化学特性的方法和技术,又称高空观测或高空探测。
高空气象观测以测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向、风速为主,其他还有一些特殊项目,如大气成分、臭氧、辐射、大气电场等。
主要的观测方法有气球探测、无线电探测等。
自18世纪中叶以来,人们先后用风筝、载人气球携带仪器进行直接探测高空的试验。
19世纪末,法国、德国、美国发明和改进了探空气象仪。
1986年在欧洲组织国际间的探空气球探测试验,是高空气象观测站网的雏型。
随着光学经纬仪的发展,逐步建立了小球经纬仪测风的方法。
20世纪20~30年代末,在电报、编报、短波无线电技术发展的基础上,先后研制成了无线电经纬仪和测风雷达等,为建立全球高空观测站网奠定了基础。
40年代,发展了气象火箭,探测高度可达100公里以上。
60年代以来,随着气象卫星技术的发展,促进了全天候和全球性的高空气象探测的发展。
大量利用无线电遥测、遥控技术和电子计算机微处理机定量控制,实时处理,是当前各高空观测系统的技术特点。
全球性高空站网的合理分布、新技术方法的应用和充分利用各种探测系统是构成现代高空综合观测系统的特点。
由各系统测定和提供的大量高空气象观测数据,对揭示大气的结构、建立大气科学的理论和提高天气预报的准确率起了重要的作用。
对于各种手段高空探测的一致性和资料的可比较性是20世纪60年代以来各国共同关心和努力解决的问题。
到90年代中期,中国加快了基于电子探空仪的高空探测系统的研制、应用和推广,GFE(L)-1型二次测风雷达和GTS1型电子探空仪就是目前气象业务中广泛使用的一种自动高空探测系统。
缩短了与世界先进水平的差距,也是高空气象探测设备的更新换代产品。
为气象预报和气候研究提供了基础的气象资料,在国民经济发展和国防建设方面发挥着巨大作用。
2.GFE(L)-1型二次测风雷达GFE(L)-1型二次测风雷达(简称L波段雷达)是我国自主研制的新一代高空气象自动探测系统,它由二次测风雷达和电子探空仪配合,可探测从地面至30000米高空的风向、风速、气温、气压、湿度等气象要素。
GFE(L)1型二次测风雷达观测过程中的注意事项
根据 季 节和天 气系统 的特 点 , 当测 站上 空为 冷平 流控
16 6
安 徽 农 学 通 报 ,An u A r. c. u1 0 21 (8 h i giSiB l2 1 ,8o ) .
G E L 1 二 次 测 风 雷 达 观 测 过 程 中的 注 意 事 项 F () 型
梁雪莲 潘 志平 叶永松
( 清远市 气象局 , 东清远5 5 8) 广 1 1 1
坐 标 高度 误 差 订 正 是 提 高观 测 能 力 、 降低 观 测 误 差 的 重要 途 径 。
关键 词 : F () 5二 次测风雷 达; 测原 则; G EL 1 观 过顶情 况; 高度误 差订正 中图分类 号 T 994 N5. 文献标识 码 A 文章编 号 1 0 - 3 2 1 )0 一 — 0 7 7 0 7 1( 8 l 6 0 2 02 6
时不 经过 雷达 天气 上空 , 最好 在G E( F L)1 型二次 测风 雷
达的下 风方 向放 球 ,波 段雷 达探 测 系统 的雷 达天 线 的安 L 装 位 置十分 讲 究 , 最好 根 据 当地盛 行风 的特 点 , 天线 最好 安装 在探空气球放 球场地 的上 风方 向。
过 中等发达 国家水平 。
其二次 开发产 品为广 东省 的天气 预报 、 气象科 研 以及 基层 台站等提供 了丰富的大气科 学数据 资料 。G E ( F L)1 型二 次测 风雷 达 观测 的要 素值 是分 析高 空 天气 图 中风要 素值
GFE(L)1型二次测风雷达典型故障一例
黑 龙江气 象
第2 8卷
:
= A S( 一 g。t f +。 iA A) +g + + n t Y 删 1E E t E S e c
=
已知 的同步卫星位置参数 .计算 出天线 对准 同步星时 的理论指 向角度数据 。将 频谱仪接馈 源输出 的 L频段
E
=
E
f
+E 0+O o ( f—A^ ) MC s A , +
一
电压 。
’
系统恢 复正常并完成 初步标定后 ,可 以进行 跟星
试验 。 跟踪正 常后 , 监控计算 机实时记 录 自跟 踪状 态 的
31 误差灵 敏度 、 .3 .
角度数据 , 并与轨道预报理 论数据进行 比对 , 多次跟踪 后, 也可测 量 出角度数据 的系统误差 , 正后可 以提高 修
( ) 系统 自跟踪通道 调整正 常。 1将
标定误差较小 , 方法简单易行 , 完全满足使用要 求 。 测得的方位角和俯仰角分别为 A E 喇,喇,然后跟踪标 定 ,
校 塔上信标记 录数 据与大 地测量成果 进行 比较 ,可对 33 跟 踪过境星进行角度 修正 I
编码器零值 进行修正 , 这种 测量必须 十分准确 , 它将作
为设备全部 角度标定 的基 准 。
( ) 出 自跟 踪零 点 位 置 . 记 下 轴角 编 码 器读 以后任务 的指向精度 和测 角精度 。 2找 并 数。 在有条 件时可 以采用 常规标定 和对 北极 星进 行进 步 的准确标定 。 ( ) 系统置开 环接收状态 。 3使 () 4 手动偏开 天线 , 并记 录轴 角编码器 读数 和误 差 4 小 结
G ELI F () 型二次棚风 雷迄典型故障一
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上天线 调相器
限
隔
环
幅
离
形
器
器
器
下天线 调相器 左天线 调相器和差环ຫໍສະໝຸດ 环调制环形
器
程序方波
右天线 调相器
前置 高放
限 幅 器
天馈线分系统方框图
高频 旋转 关节
环 形
发射机
器
限
幅 器
接收机
天馈线分系统
限幅器 开关管套
环形器
环形器
隔离器
和 前置高放 差
箱 内 调相器 部 位 置 图
限幅器
天馈线分系统
一、高仰角经常丢球 (1) 原因分析: 首先判断是否从建站开始就经常存在高仰角丢球现
天馈线分系统
以及连接电缆。其中任何一个出现问题都会 造成信号弱。 (2)解决方法: 首先可以用万用表测量连接电缆是否开路、 短路,其次可以用备件依次更换环流器、 限幅器、前置高放来解决。
天馈线分系统
三、气高和雷达高度相差大 (1)原因分析: 如果是偶尔出现气高和雷达高度相差大,可能没有
跟在主瓣上,而是跟在旁瓣上,如果确定是跟在 主瓣上,那么可能是电轴上下偏移或者是仰角零 度变化造成气高和雷达高度相差大。 (2)解决方法: 首先检查雷达仰角标零情况,其次可以通过对三轴 一致性进行检查标校来解决。
象,可以通过观察天线在高仰角跟踪时摆幅是否 比较大,如果是,就得考虑某根馈源极化方向不 对所致。其次,通过观察四条亮线是否一会两两 不齐,一会齐来判断程序方波有没有加至开关管 套和增益指示是否有跳变现象来确定前置高放是 否工作。这种情况就得怀疑WT9电缆中的程序方
天馈线分系统
波传输芯线和12V电源传输芯线在天线高仰角 时 有接触不良现象,用万用表对WT9电缆进行测量, 测量时晃动WT9电缆可以发现上述芯线有开路情 况,判断WT9电缆芯线断裂造成天线高仰角经常 丢球。 (2)解决方法: 第一种情况通过调整馈源极化方向来解决;第二种 情况可以通过更换WT9电缆来解决。
天馈线分系统
可以通过更换11-6板和有故障的开关管套来 解决。判断开关管套的好坏的方法如下: 先断开WT9电缆,先把万用表打到欧姆 (×1K)档,黑表棒接地,红表棒接开关 管套上电阻脚,电阻应为5k-10k左右,反 接应开路。也可将11-6板拔去,换为转接 板,在XP1的3、4、5、6头测量。
天馈线分系统
天馈线分系统
置为11-6板6XP1插头中的3、4、5、6脚,分别 是上、下、左、右四路程序方波。示波器设置幅 度档为5V,扫描档为5ms,探头×1档。具体波形 如图所示:
程序方波波形
无程序方波波形
天馈线分系统
假如上程序方波没有,从示波器上看是一根直线, 说明不是11-6板上程序方波产生电路故障,就是 上开关管套短路所致。程序方波产生电路故障主 要出在其放大部分,一般来说三极管3DK4B和 3CK3C坏的可能性较大,用万用表可测出。开关 管套短路,主要是管套中绝缘云母片破裂,未起 到绝缘效果,将程序方波短路掉。还有就是11-6 板程序方波产生正常,但未送至开关管套,最大 可能性为WT9电缆中传输上程序方波的芯线断裂。 最后
天馈线分系统
一种可能就是开关管套中VK105开关管被击穿开 路。最终使得波束无法向上偏扫,直接后果是电 轴向下大范围偏移,造成测角不准。依次类推, 其它三路故障。 (2) 解决方法: 更换故障11-6板或对损坏的三极管3DK4B和 3CK3C进行更换处理,更换断裂的WT9电缆,更 换有问题的开关管套或其中的VK105开关管,故 障可排除。
GFE(L)1型二次测风雷达
天馈线分系统
基本原理: 天馈线分系统主要由天线阵、调相器、和差环、 调制环、高频旋转关节、环形器、限幅器等组成。 为了保证雷达威力,设置了一个前置高放,并为 保护前置高放而增加了两外环形器和两个限幅器。 为了阻抗匹配,又增加了一个隔离器。其组成框 图如下:
天馈线分系统
天馈线分系统
出的上、下、左、右程序方波不正常;程序方波 没有送到开关管套上;开关管套的开、短路等。 馈源,小组馈线,调相器漏水也会造成波瓣扫描 规律不对。一般来说,两路程序方波同时不正常 会造成丢球。 (2) 解决方法: 天线波瓣的斜率太小,如属于和差环、调制环问题, 台站无法解决,但一般为天馈线系统中某个部件 阻抗不匹配造成,可通过更换前置高放、环形器、 限幅器等来试验。程序方波可以用示波器检查, 程序方波由11-6板产生,送至和差箱中的开关管 套,程序方波不对,
天馈线分系统
二、放球信号弱,后程飞点多 (1)原因分析: 信号弱首先判断接收机的情况,可以换接收机备件
来判断接收机好坏,如果换过接收机还是信号弱, 那么问题就出在天馈线,这种情况一般不考虑小 组天线和小组馈线以及和差环,一般来说只会是 总馈线把信号衰减造成信号弱,总馈线指的是从 和差环输出端到高放输入端,其中包括环流器、 限幅器、前置高放、隔离器、高频旋转关节
天馈线分系统
四、四根毛草不齐,亮线 顶部冒须须
(1) 原因分析:
天馈线系统阻抗不匹配 是造成四根毛草不齐或 亮线顶部冒须须的主要 原因。天馈线进水,即 馈源和小组馈线进水, 调相器和调相器电缆不 正常,高频接插件的接 触不良,以及前置高放 、
天馈线分系统
环流器、限幅器的个体差异都会造成阻抗不匹配。 另外,开关管套的开、短路,程序方波没有送到 开关管套有时也会造成四根毛草不齐。 (2) 解决方法: 首先解决天馈线进水问题,其次,用L27整形器对 L27高频插座的簧片进行整形,可以排除高频接 插件接触不良。如果是高频器件个体差异造成的 阻抗不匹配,则依次更换前置高放、环流器、限 幅器。有时将发射机输出电缆和高频关节电缆对 调也可解决该问题。
天馈线分系统
五、放球起始过程容易丢球 (1)原因分析: 放球起始过程容易丢球,抛开接收机,单从天馈线
系统分析,原因一般为天线波瓣扫描规律(也称 换相规律)不对。天线波瓣的扫描规律是当仰角 上升时,上亮线增高,下亮线变低,左右同时变 低,但左右变低的幅度比下小,当仰角下降时, 上亮线变低,下增高,左右同时变低,方位的增 加,减小规律和上下一致。造成波瓣扫描规律不 对的原因有很多:11-6板输出的
六、四条亮线两两不齐 (1) 原因分析: 天馈线某根馈源和小组馈线以及某根调相器进水,
某个开关管套中VK105开关管击穿,WT9电缆中 某根程序方波传输芯线断裂,11-6板某路程序方 波产生电路出现故障都会造成四条亮线两两不齐。 四条亮线两两不齐,其中问题肯定出在高的那两 路中,譬如:上下齐,左右齐,但上下幅度比左 右高,说明问题应在上下两路中的一路。可用示 波器探头对四路程序方波进行检测,具体测量位