X波段数字化雷达发射机的基本原理及常见故障的检修

X波段数字化雷达发射机的基本原理及常见故障的检修

发表时间：2019-01-04T17:15:49.480Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：王振宇王林[导读] 近几年来,随着科学技术的发展,新型的X波段数字化雷达的应用越来越广泛,所起的作用也越来越重要。

上海航天电子通讯设备研究所上海 201100 摘要:近几年来,随着科学技术的发展,新型的X波段数字化雷达的应用越来越广泛,所起的作用也越来越重要。但随之而来的新问题也不断出现,特别是数字化雷达发射机故障。文章就X波段数字化雷达发射机进行了详细的论述,并针对其在工作应用中常出现的几种故障,从原理、现象入手,分析原因,提出合理的解决方法和注意事项。

关键词:数字化雷达;发射机;常见故障

引言：

X波段数字化雷达是由“成都信息工程学院新技术研究所”研究成功的,是在原有的711测雨雷达的基础上,并利用计算机技术对雷达进行实时控制、实时数据采集、实时回波图像显示等,进行数字化改造而发展形成的新一代X波段数字化雷达。从1996年至今,在我区中西部已经安装了七部,主要运用于各盟市的人工防雹工作。几年的实践应用证明,在灾害性天气—冰雹的预报和指挥高炮的防雹作业方面,起到了关键性、决定性的作用,得到了地方政府、广大农牧民的普遍肯定。但由于技术、设备和人员素质以及数字化雷达技术说明材料少等原因,致使该雷达在使用上经常会出现一些故障,不但影响了人工防雹工作,而且造成一些负面影响。及时判断、解决雷达常见的故障应是每个雷达工作者必须掌握和了解的。该雷达最常出现的故障主要是发射机故障,本文对几种常见的故障逐一举例,提供判断、解决方法。

一、X波段数字化雷达发射机概述雷达发射机是雷达的重要组成部分。它用来产生大功率的高频脉冲信号,经波导、天线发射出去。（一）发射机的组成本雷达的发射机安装在收发机柜内,主要由调制器、高压整流、磁控管振荡器、控制分机、预调器等组成。（二）发射机工作原理由WRDPS(天气雷达数字处理系统)传送来的400MHz/(5～7V)正极脉冲,经预调板整形后,脉冲幅度达到200V以上,再经滤波器加于氢闸流管(ZQM-500/16)的栅极。当触发脉冲到来之前,氢闸流管截止,此时人工线上由高压电流经充电电感、充电二极管进行直流谐震充电,人工线上的电压约达到高压整流器输出的两倍。当氢闸流管受到触发导通时,人工线由氢闸流管向负载变压器放电,由于人工线阻抗和放电电路的阻抗匹配,所以在负载上形成近似巨型的调制脉冲,脉冲的宽度取决于雷达参数,其幅度约等于人工线充得的电压的一半、极性为负。此脉冲经脉冲变压器提高,加至磁控管振荡器,以产生大功率高频脉冲。控制分机在发射机中通过多个继电器、电表和指示灯等,对发射机进行控制、保护及监测基本工作状态。（三）主要技术指标工作频率:9370±30MHz,脉冲宽度:1±0.1us,脉冲重复频率:400Hz±50Hz,脉冲峰值功率:>95kW,平均功率≥38W,电源:50Hz单相220V±5%。

二、X波段数字化雷达发射机故障检修特点（一）充分利用仪器设备、雷达监控系统,大略判断故障范围当发射机出现故障时,应首先听取雷达工作声是否正常,其次观察雷达发射机控制分机面板指示灯和电流表的各种指示,如:±12V、±24V、磁流等是否正常,最后再分析电路,利用仪器设备如:万用表、示波器等测量工具,测量可能出现问题的元器件。（二）注意事项发射机柜内电压高、电流大,这就要求机务检修人员工作要谨慎,注意安全。对高压电源检修一定先放掉高压电容的电。

三、发射机几种常见故障现象及检修发射机是雷达的心脏,出现故障就不能使雷达正常工作。几年工作实践发现,发射机常出现的故障主要有低压加不上、高压加不上、无磁流等。以下主要对这三种故障进行举例。（一）低压加不上（1）故障现象

开启雷达、计算机电源后,发射机无论是在“遥控”状态,还是在“本地”状态,发射机控制分机面板低压指示灯以及计算机雷达监控都无指示,这说明雷达低压加不上。（2）可能原因

1）低压电源保险FU4(2A,在收发机柜控制盒面板上)熔断。 2）K6继电器触点接触不良。

3)K1继电器触点接触不良。

4)无±24V继电器电源。（3）检修方法

1)检查收发机柜控制盒面板上的保险FU4

2)是否熔断,低压开关是否正常。开启雷达电源,将收发机面板“遥控/本地”开关置“本地”。检查收发机柜面板上电表±12、±24低压是否正常,如不正常,检查收发机柜内的低压电源板,更换或维修。

3)开启雷达电源,将收发机面板“遥控/本地”开关置“本地”。扳动“低压”开关,有无继电器吸合声或者打开控制盒面板,观看继电器K1、K6有无吸合动作。如无吸合,检查继电器好坏以及插座接触是否牢固。（二）高压加不上

（1）故障现象

开启低压电源后,高压加不上或高压指示灯无回波。

（2）可能原因

1)“准加”灯是未亮。

2)收发机柜控制面板“触发”灯是未亮。

3)收发机柜控制盒内继电器K1、K3、K4、K6运作不正常。

4)氢闸流管上端连接帽有“打火”现象,或者氢闸流管坏。

（3）解决办法

1)判断“准加”灯是否亮,如不亮则高压加不上。

2)判断收发机柜控制面板“触发”灯是否亮,不亮则400Hz电源故障。

3)检查收发机柜控制盒内继电器K1、K3、K4、K6运作是否正常。采用替代法或者用万用表测量。

4)如“高压”指示灯亮,但无高压。关闭所有电源,检查氢闸流管上端连接帽是否“打火”,如有“打火”,关闭所有电源,对发射机电源放电,使氢闸流管上端连接帽接触正常。

5)如“高压”指示灯亮,但无高压和打火。检查氢闸流管是否“起辉”,如无“起辉”,关闭所有电源,对发射机电源放电,慢慢取下氢闸流管,观察瓶壁是否发蓝、或破碎漏气;用万用表检查1和2管脚即灯丝是否通,不通即坏,替换氢闸流管。

（三）无磁流

（1）故障现象

开启“高压”,计算机屏幕上无回波显示,检查发现无磁流。

（2）可能原因

1)没有灯丝电压。

2)高压没加上。

3)磁控管坏。

（3）解决方法

1)检查低压电源是否正常,不正常则检修低压电源部分。

2)检查高压是否加上,检修方法参照3.2.2。

3)如以上完全正常,说明磁控管坏,更换磁控管,方法同711雷达更换方法相同。

四、实例

2002年8月,鄂尔多斯市人工增雨防雹办公室所属XDR数字化雷达出现故障。故障现象:开启雷达电源后,加低压,准加灯亮后加高压,但无磁流指示。

检修过程:

(1)检查收发机柜高压保险,正常。

(2)开启雷达电源后,加低压,检查低压电源,低压电源正常。

(3)准加灯亮后加高压,高压指示灯亮,各继电器工作正常。

(4)打开发射机,检查氢闸流管。发现氢闸流管不起辉,关闭雷达发射机电源,放电后,取下氢闸流管,用万用表测灯丝后,灯丝是正常的。但发现氢闸流管真空玻璃罩顶端内壁发蓝,初步判断氢闸流管漏气。更换氢闸流管,开启发射机电源,雷达正常运作。

五、结语

近几年,通过利用新型X波段数字化雷达监测雹云,指挥高炮防雹作业,不仅取得了明显的经济效益,而且还取得了巨大的社会效益。因此,对于雷达工作者来说,维护好雷达,使其能更好地为社会、为人民服务是非常重要的。

参考文献：

[1]陈晓怀,田芳宁,孙国强.雷达发射机自动测试系统设计[J].国外电子测量技术,2011,30(01):40-42.

[2]黄军.真空管雷达发射机的现状和发展趋势[J].现代雷达,2010,32(07):87-91.

[3]马建华,单久涛,巴特尔.X波段数字化雷达发射机的基本原理及常见故障的检修[J].内蒙古气象,2003(01):41-42+45.