L波段气象探空雷达常见故障分析及排除

黄雨婷

[摘 要]L波段气象探空雷达具有操作方便、精确度高、采样快速方便等特点，因此在气象探测自动化和数字化的改革下，为确保L波段气象探空雷达性能的充分发挥，提高其使用寿命，就需要加强对常见故障的分析，并及时进行故障的排除，促进日常探空工作的正常进行，有效提高探空资料的质量。

[关键词]L波段气象探空雷达；常见故障分析；排除

[中图分类号]TN959.4 [文献标识码]A

L波段气象探空雷达可以对高空中各类气象要素进行精确测量，比如气温、气压、风、湿度等。比如，在对风场进行测量时，主要是根据探空气球中的无线电回答器来进行，回答器在接收到L波段气象探空雷达的询问信号后，进行信号回答，根据询问和回答之间的时间间隔以及回答信号的具体方位来测量两者之间的距离、仰角、方位角等信息，然后计算出风向、风速等气象要素。因此，L波段气象探空雷达的运作状态和性能直接关系到探空工作的进行，这不仅需要工作人员能够按照正常的流程和作业规范来进行操作，而且需要能对常见故障进行准确分析，及时进行故障的排除，避免设备故障导致探空资料和气象要素收集的不准确。

1 L波段气象探空雷达常见故障分析及排除

1.1 示波器中四条亮线两两不齐

矫正好的光电轴突然偏离，且四条亮线两两不齐，如果在L波段气象探空雷达自动跟踪无异常的情况下，可以考慮往11-6板四个方面的程序方波进行检测，如果程序方波没有电路故障且方波幅度存在偏差，则可以查看开天线座和开关管套中的二极管是否存在接触不良或被击穿的情况，或者检查箱体内部是否存在积水。一般而言，对损坏的11-6板、二极管或WT9电缆进行更换，并将箱体内存在的积水擦拭干净，最终重新对光电轴进行校对后可有效排除故障。

1.2 方位角卡死故障

L波段气象探空雷达虽然具有自动跟踪的功能，但是因为软硬件设备的配合不到位，或存在外界干扰的情况下，可能出现自动跟踪功能故障。这时，可以先手动操作跟踪目标后再切换为自动跟踪，多数情况可以恢复正常。而方位角卡死故障主要是指切换为自动跟踪模式后，无法恢复跟踪功能，或者存在不间断的方位角卡死，造成目标移动慢，方位角读数一直不变的故障，遇到该种情况时，可以考虑从电路板和机械传动这两个方面做出检查。首先检查方位同步齿轮的间隙和吻合度，可打开天线座，用螺丝刀将同步齿轮卸下后重新安装，然后进行跟踪测试检查。如果故障依然存在，可以考虑对驱动箱进行检查，查看报警灯是否亮起，如果不亮则查看驱动箱方位数字的变化，如果能明显显示探空气球的移动情况，则说明驱动箱是正常的。最后考虑方位轴角板和雷达角度差信号是否存在故障，必要时可直接更换通道盒、11-1板或11-8板。通过上述3个方面的检查，可基本排除此类故障，保障探空数据的准确性和连续性。

1.3 放球信号弱

示波器中四条亮线正常，但增益指示偏大，在检查完接收机的原因后，可暂时不考虑小组天线和小组馈线的因素，一般而言，故障大多出现在总馈线环节，比如环流器、限幅器、隔离器和电缆等，总馈线是将射频电磁能传送给天线，再由天线将接收到的脉冲信号传送给接收机，这些设备出现问题均可能导致信号的衰弱，影响放球信号。所以，可以先检查电缆是否存在松动、短路或接触不良的情况，并通过备用设备依次替换上述总馈线设备，可排查出放球信号弱的原因。

1.4 低仰角丢球重复出现

放球中期，仰角低于80°，示波器中四条亮线瞬间跳动且不能恢复，继而天线转向出现问题，造成探测数据变得杂乱无章，最终丢球，且上述情况重复出现。丢球会导致该时间段内探测数据的丢失，加上故障具有间断性和随机性，检查故障原因较难，影响到探空工作的进行。从该故障出现的季节来看，其多为冬季，在排除电子元件故障后，可判定丢球的原因在于冬季气温。比如，低温环境下电缆保护层硬化，容易导致内部芯体和铜丝出现移位或断裂，造成发射信号与屏蔽层之间打火，影响到L波段气象探空雷达的信号接收，自动跟踪功能无法正常运行。故障排除时，可检查WT8、WT9、WT10、WT11四根电缆的接线头是否存在松动，是否存在打火痕迹，必要时可依次更换四根电缆，以排查出故障位置。

1.5 高仰角丢球重复出现

与上述分析大体一致，首先分析出现丢球的原因，和是否存在重复丢球的情况，比如是否存在探空气球快速过顶、旁瓣抓球、飞点增多或受到天气干扰等情况导致丢球。排除操作因素、外来干扰因素外，可判断该情况是基于设备故障的原因。当天线摆幅过大，则检查馈源与极化方向是否一致，然后查看示波器中四条亮线是否两两不齐，并观察增益指示是否跳变来判断前端高放工作情况。另外，可怀疑程度方波芯线与电源存在接触不良，可用电能计量装置检查WT9电缆是否存在断开的情况。一般而言，通过调整馈源与极化的方向，以及通过更换WT9电缆可有效解决高仰角丢球的情况，确保探空资料的准确性、连续性和时效性。

2 结语

综上所述，L波段气象探空雷达对高空探测的精确度要求较高，操作人员要想熟练对其进行操作，就需要不断对其工作原理和常见故障分析及排除进行学习。特别是在其部分零部件老化后，各类故障出现的频率较高，除了故障的排除外，加强对L波段气象探空雷达的保养和维护显得尤为重要。因此，L波段气象探空雷达的正常运作和高效运行得益于气象工作者们的共同努力，以促使日常探空任务的顺利完成。

[参考文献]

[1] 安克武，刘涛，于晓，等.L波段气象探空雷达角度自动跟踪系统故障分析[J].现代雷达，2012（01）.

[2] 覃晓玲，徐嘉宁，韦丽英，等.L波段探空雷达常见故障分析和检修方法[J].气象研究与应用，2010（01）.

[3] 吴兴洋，周处强，闵昌洪，等.L波段控空雷达丢球对策[J].贵州气象，2006（04）.