C波段多普勒天气雷达故障维修及维护管理措施.pdf
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1、152中国高新科技2023年第1 4期地理信息|GEOGRAPHICINFORMATIONC波段多普勒天气达故障维修及维护管理措施蒋尚雄李松杨依山张辉黔西南州气象局,贵州黔西南562400摘要:文章主要结合黔西南州C波段多普勒天气雷达运用实际,对C波段多普勒天气雷达故障进行分析,给出了故障维修方式,并梳理了维护管理措施,为今后更高效地保障多普勒天气雷达的安全稳定运行提供参考。关键词:多普勒天气雷达;雷达故障;故障维修;维护管理文献标识码:A中图分类号:TN959文章编号:2 0 9 6-41 37(2 0 2 3)1 4-1 5 2-0 3D0l:10.13535/ki.10-1507/n.2
2、023.14.48Troubleshooting and maintenance management measures for cband doppler weather radarJIANG Shangxiong,LI Song,YANG Yishan,ZHANG HuiQianxinan Prefecture Meteorological Bureau,Qianxinan 562400,ChinaAbstract:Based on the practical application of C band Doppler weather radar in Qianxinan Prefectu
3、re,this paper analyzes the faultof C band Doppler weather radar,gives the fault maintenance methods,and finally combs out several maintenance and managementmeasures to provide reference for more eficient and safe operation of Doppler weather radar in the future.Keywords:Doppler weather radar;radar m
4、alfunction;fault maintenance;maintenance management多普勒天气雷达属于现代气象探测业务中不可或缺的部分。随着气象事业的发展进步,我国许多地方均布设了多普勒天气雷达。黔西南州气象局使用的天气雷达为C波段多普勒天气雷达。C波段多普勒天气雷达主要工作在5.35.7 GHz频率区间内,该雷达基于多普勒效应对大气中云雨滴、冰晶、雪花、冰電等水成物粒子的回波强度、径向速度以及速度谱宽等信息进行测量。C波段多普勒天气雷达主要由天线、天线罩、控制与监控、发射机、信号处理、伺服系统、接收机、气象产品生成与显示终端等分系统共同构成。该雷达具有稳定性强、自动化水平和
5、灵敏度高、使用维护方便等特点,还能满足2 4h连续运转、无人值守等要求。多普勒天气雷达是复杂天气预报制作的重要工具,能够有效监测以及识别冰電、短时强降水、龙卷、雷暴等中小尺度强天气现象。通过应用C波段多普勒天气雷达可以填补局部区域监测盲区,促进气象探测数据的完整性和准确性大幅提升,这对于地方复杂天气、地方灾害性天气的监测、预警以及服务能力具有重要意义。但是,在C波段多普勒天气雷达应用过程中也会出现一些故障,从而影响气象探测业务的顺利实施。因此,本文结合黔西南州C波段多普勒天气雷达运用实际,对C波段多普勒天气雷达故障进行分析,给出了故障维修方式,并梳理了几点维护管理措施,为今后更好地保障多普勒天
6、气雷达的安全、平稳运行提供科学指导。1C波段多普勒天气雷达故障维修方式1.1回波故障维修方式通常情况下,多普勒雷达接收到的信号大部分为低频波与中频波。现阶段,C波段多普勒雷达在运行中的波形比较容易产生干扰回波,信号分析系统不易进行处理,即产生回波故障,影响雷达的顺利工作。当雷达碰到强磁场干扰时,会出现回波故障,因为在磁场干扰的情况下,多普勒天气雷达发出的波在磁场强度以及磁曲线的干扰下容易出现弯曲的状况。若出现弯曲现象,雷达接收系统就能够接收到同样的波形。如果这两个波形出现共振,它们会对人类信号分析系统进行直接破坏。对于此类回波故障,有必要增加波的频率和初速度,以减少它在磁场内持续的时间,此类方
7、式不但能够较好地排除回波故障,而且要求的成本低。此外,若某个区域出现降水天气,空气中夹杂着一些难以目测到的不明物体。而雷达在接收到波形之后,却显示该地区最近没有降雨,这与事实不相符,属于回波方面的异常问题。对于此类状况,需要更高的功率来发射波浪,同时能够在波浪前面设置1 个透明的可燃塑料套管,并确保波传输路径的可靠性。1.2接收系统故障维修方式对于C波段多普勒雷达而言,接收系统经常会出现噪声电平偏低的问题,这会对接收机灵敏度造成不良影响。因此,在处理该问题时,有必要将中频电缆断开,并且首先要确定是否属于中频数字接收器造成的故障。为了对故障的振动频率进行测量,还要选择频谱分析仪测试频率来诊断故障
8、原因。若将上面提及的故障原因排除,则应对晶体振荡器的工作情况进行检测,同时还需使用摄谱仪测试1 0 0 MHz晶体振荡器下的雷达输出情况,以进行判断,做好低噪声级故障的维修维护工作。此外,特性曲线异常也属于接收系统常见的故障。当发生此类状况时,噪声电平无异常,而故障问题通常是因为DDS功率下降,导致实际功率与软件功率之间的差异太大,造成曲线无法达到最高值。当面临此类故障时,有必要先对接收器的噪声水平进行检测,然后对接收器电源的保险丝进行查看。这两项任务完成后,需要校准接收器功率的最大数据,接着选择摄谱仪测量校准后的输出功率。借助于这种方2023年第1 4期中国高新科技153GEOGRAPHIC
9、INFORMATION地理信息式,可以确定接收系统的故障所处位置,之后及时进行维修或者更换新的部件。1.3发射机故障维修方式C波段多普勒天气雷达发射系统包含发射监控分机、固态放大器、发射配电电路、磁场电源分机等部分。发射机设计为模块化,在发生故障时可以对所有模块及时进行检测。在发射机应用期间,通常夏天的设备故障率高于其他季节。分析其产生的原因了解到,雷达发射机的功耗很高,而且设备本身在运行期间会产生较高的热量。如果在高温过程中持续运行,很有可能导致系统内部模块的部件参数产生变化。在高温运行条件下容易出现故障的部件包括:放电开关部件、发电机高压电源、聚焦线圈电源等,发电机的高压电源和其他部件的故
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