L波段二次测风雷达的维护检查与标定

2018-07-28胡嘉欢

世界家苑 2018年5期

摘要：减少高空探测的误差，保证观测资料的准确性，是高空气象探测工作的基本要求。通过对雷达的保养及维护能保证雷达的正常运转，充分发挥雷达的性能。本文对GFE（L）-1型二次测风雷达的精度检查以及标定方法和要求进行总结，为同行对雷达维护提供一些参考。

关键词：雷达；标定；维护检查

引言：L波段雷达室外天线系统经过一段时间的工作后，经过风吹日晒，雨雾天气的侵蚀，雷达的各种零部件和元器件会腐蚀、生锈失去作用而产生故障。贵阳探空站按规定每年春秋两季3月和10月进行定期维护检查及标定。GFE（L）-1型二次测风雷达的标定对精度的要求很高，为保证雷达的正常稳定运行，每次维护必须检查和标定天线装置水平、仰角和方位、距离零点、天线及馈线系统的行波系数，机械轴、电轴、光轴的一致性。

测风雷达的探测精度和跟踪精度分为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ三级，各个级别随机误差均方根值如表1。

天线转角范围为方位角（360°）。仰角不小于（-0.5°—+90°）

2..水平的调整

2.1（1）水平调整前先装好主轴水准器，再调整主轴与水平面垂直。调整时一人在值班室手动雷达控制天线转动，另一个人在雷达天线处，二人用对讲机通话配合，先转到方位角，使主轴上某一个水准器正常停在和某两个千斤顶连线相平行的位置，调整其中一个千斤顶使水准器的气泡正好停在横线中央，再调整第三个千斤顶使另一个水准器的气泡也正好停在横线中央。（2）将天线的方位角旋转180°，这时如果气泡仍在横线中央，说明水准器安装正确，如果偏离中央则需进行校正。用调水准器的专用工具调整水准器两端螺母使气泡向横线中央移动差值的一半，再用千斤顶修正差值的一半，然后再用上述方法重新检查.校正.直至差值为零，水平调好，目的是让雷达的天线主轴垂直于水平面，消除在不同的方位产生的仰角误差。

2.2仰角零度的标定

天线仰角在真实零度时，数据终端所读取、显示的仰角数据应同为0度。由于该雷达天线阵的边距较小，故采用经纬仪法。在距天线20-30m处架设经纬仪并调好水平，用经纬仪内的十字线观察天线桁架边缘线是否垂直。如果垂直说明天线仰角处于水平位置。如果不在水平位置，应根据经纬仪的观察，轻微转动天线仰角使其垂直。然后将主控箱俯仰角测量板上的标定孔对地短路。此时，数据终端上的仰角数应为零，仰角标定完成。

2.3方位角的标定

方位角的标定需要3人配合进行。1人用经纬仪架设在雷达50m外的高处，用磁针标定好方位，标定时应将本地的磁偏角计算进去。1人用雷达瞄准镜。另一人在值班室转动雷达天线，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，转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.方位角零度标定完成。

2.4斜距的标定采用已知距离法。将探空仪放在距离雷达300m左右的地方并测出精确直线距离。为避免探空仪回答信号延时的差异，应选2-3个探空仪。取其平均值。用鼠标点击控制面板上距离“前进”或“后退”按钮。使距离显示值在300m左右。根据回波位置，拨动测距板上再把距离手/自动按钮拨至“自动”状态，观察控制画面上的距离显示值是否在3000m左右出跳动，反复上述过程即达到标定的目的。

3..三轴一致性的校正与调整

3.1三轴即：光轴机械轴及电轴

光轴是指瞄准镜在正常工作位置时，其物镜中十字线交点所对方向的射线。机械轴是指天线中心（方位轴、仰角轴的交点）向天线所指方向的射线。电轴是指波瓣交点所指方向的射线。

3.2光轴与天线仰角转轴垂直的校正

将瞄准镜插人镜架固定好，天线仰角转到0°，转动方位角，找到一个2km外的目标物到十字线中，记下坐标，固定方位不动，转动仰角由0°到90°。同时观察瞄准点相对于目标物的移动轨迹，若光轴与仰角转轴垂直则瞄准镜逆时针转过90°后，光轴与仰角轴平行，轨迹是一个“点”，若轨迹是一个90度的圆弧，则需调整，调整时用扳手先将瞄准架三角铁板上的三颗固定螺母松开然后调节三角铁板上的螺钉，使瞄准镜的十字线中心向目标移动原来偏移距离的一半即可。

3.3 光轴与机械轴的调整

将天线仰角转至0度，调整方位使瞄准镜的物镜反转180°，十字线中心对准目标物，反转物镜180°，重插瞄准镜同时天线方位也转到180°，仰角保持在0度，若目标仍在十字线中心，说明光轴与水平面平行，小于3分之一小格为合格，大于3分之一小格则要调整。调整时先用起子把蝶形螺母对面的两个固定螺钉松开，然后用扳手调整下部的两个螺钉，调整光轴的仰角，使目标离瞄准镜十字线中心的距离为上述偏差的一半即可。

3.4 光轴与电轴一致的调整

选择一个风速小的晴天，分别用雷达和瞄准镜同时观查探空气球，室内观察示波器的四条亮线，当四条亮线；两两对齐的时候立即通知室外瞄准镜的观测员，观察回答在瞄准镜中的位置，并记下偏离十字线中心的数值，经过10次以上的读数，若回答器偏离十字线中心小于0.1度，为合格，大于0.1度则需调整，调整时，先打开天线装置中心和差箱盖板，然后调整调相器的长短使电轴与光轴一致。

4雷达的维护

4.1雷达维护分为日常维护、季度维护、年维护三种

4.2日常维护以平时的清洁机箱除灰、雨雪天是否漏水，电缆是否受潮，打雷天数据处理终端雷达各状态、接口是否正常等。

4.3季度维护

季度维护主要是对雷达进行比较全面的检查维护，对复杂或重要部件进行重点保养。

清楚天线及馈线系统外表的灰尘，清洁汇流环。

检查并擰紧所有电缆接头，插紧各接插元件（如集成块要插到底等）。

检查天线转动系统是否灵活。

维护结束后，用固定目标物回波，大致检查接收机的灵敏度。利用晴天正点放球机会，做一次经纬仪比较观测记录或在天线瞄准镜内观测并记录误差，将记录保存起来待下次校验用。

4.4年维护

年维护应对全机进行细致全面的检查和维护保养，测量全机的主要技术性能。维护时间根据各地情况安排，尽量不要选在最冷和最热季度进行。维护时，可每天安排一部分，在几天内完成，维护内容有：

对天线单元馈线接点的清洁检查。