L波段探空雷达故障的检修方法和技巧研究

辛忠德

摘 要： L波段探空雷达为我国自主研发的新一代二次测风雷达，无论是探测精度还是采样速度均得到了有效提升，尤其是该雷达脉冲峰值功率更低，在高空气象探测工作中实现了数字化与自动化全面发展的目的。然而，随着L波段探空雷达信息程度的提高，在应用过程中一旦发生故障就会给整个气象信息采集工作带来严重不利影响，所以L波段探空雷达故障的检修十分重要。本文从L波段探空雷达常见故障类型、检修方法和技巧对此展开研究，旨在为实际检修工作提供指导与帮助。

关键词： L波段探空雷达;故障;检修方法;技巧

由于L波段探空雷达探测精度更高、采样速度更快、探测资料更加准确，大幅提高了气象站工作人员的工作效率以及探测质量，使得该雷达引起了我国各地区气象站的高度重视与关注[1]。截止2017年我国L波段探空雷达使用数量已经超过110余部，初步构成了较为完善的L波段探空雷达探测网络。然而，L波段探空雷达信息化程度高且体积较大，加之我国各地区的气候条件、环境不尽相同，在使用过程中容易发生故障并影响整个系统的正常运转，所以检修工作成为L波段探空雷达正常运转的重要保障。

1  L波段探空雷达常见故障类型

随着L波段探空雷达的不断投入应用，其所发生的故障同样呈现出增多态势，具体类型则是包括以下几种：（1）校正后的光电轴发生偏移。L波段探空雷达自动跟踪装置往往处于正常运转状态，但其经过校正的光电轴却发生偏移情形，并且偏离的幅度较大，此时雷达的4条亮线两两并不齐。（2）低仰角丢球反复出现。当L波段探空雷达仰角在80°以下时4条两线在极短的时间发生跳变情形，并且跳变发生后并不能够自行恢复，雷达天线转向别处且此种转向具有随机性，高差报警探空数据收集到的信息杂乱无序，从而形成丢球情形，并且丢球现象反复出现。（3）高压无法加电。发射机是L波段探空雷达采集数据的重要设备，当操作人员按压高压之后电流表却没有任何加电显示，或者还是指针还处于归零状态，系统自动检测启动后体会过压短路。

2  L波段探空雷达检修方法和技巧分析

目前围绕L波段探空雷达故障检修形成的方法和技巧种类多样，本文总结主要包括以下几种：

（1）振动法。电路板中焊点数以万计，L波段探空雷达长期间运转难免会产生虚焊或者是脱焊情形，一旦未引起足够的重视势必会导致电路接触不良风险大幅提高。此时检修人员利用起子手柄适度用力敲打电路板，或者是利用双手适度用力按压电路板，即可以发现故障的大体位置，脱焊者可以直接凭借肉眼定位，虚焊则需要借助其他设备进行精确定位。

（2）直觉检查法。接触不良是精密电子设备较为常见但容易引发严重后果的故障情形，采用振动法虽然能够确定故障的大体位置，却无法精确定位，针对此种情况，采取直觉检查法尤为适用。具体如下：在正常检修时间段利用遮盖物将光线遮盖以营造出黑暗的环境。将电路板的焊接面对准自己，加电试机之后利用木柄轻轻敲击，当接触不良情形反复出现时即会有电火花出现，此点即为故障点。

（3）外加信号法。外加信号法主要用于检测动态故障，将外来的信号经由电路输入端输入以检测局部电路是否正常运转。一般利用信号发生器以及示波器联合进行检测，但无上述设备时可利用螺丝刀或者是电笔轻轻配出电路板的某一部分电路输入端，在外来的人体感性信号被输入后即可以判断有无故障以及具体的故障位置。以L波段探空雷达接收机检修为例，当高度怀疑高频放大电路存在故障时可以通过电路输入点输入一个与放大器谐振频率相一致的高频信号，在输出端若存在放大处理后的信号输出，则表明电路运行正常，反之若无放大处理后的信号输出就意味着电路存在故障[2]。

（4）中间插入法。对于串联电路而言，一旦某一级发生故障就会导致整个串联电路无法正常运转。检修串联电路时采用中间插入法即可以取得事半功倍的效果，具体方法如下：首先从整个全段电路中确定某一级电路的一个或多个关键点，若关键点之前的电路无异常，则故障发生位置就位于后半段电路，反之则位于前半段电路。随后再利用相同的手法逐步缩小故障范围，直至最终确定孤立故障所处位置。采用此种方法无疑能够有效缩短检修时间，整个检修工作效率进一步提高。

（5）分割法。对于断路性故障而言，分割法更为适用，具体如下：检修人员检测到L波段探空雷达某点存在对地短路时首先确定哪几支支路发生短路，随后测定支路是否存在短路，若仍然存在短路情形则意味着故障点并不在断开的支路，以相同手法对其他支路进行检测，直至断开某一支路时短路现象消失，则意味着故障点就处于刚刚断开的支路。随后再沿着该支路进一步探明与哪些支路连接，以相同的方法逐一进行排出，即可以最终定位故障点。

（6）替换法。借助处于正常运转的元器件来替代高度怀疑的元器件，一旦故障得到解除则意味着该元器件存在故障情形，反之则继续检查左右的元器件。在理论上替换法能够对整个电路中所有的元器件进行检测并且结果绝大多数准确可靠，除非是整个电路中存在着多个故障点。根据替换难易程度，该方法适用于中大规模的集成电路或者是小容量的电容等元器件。对于引脚多、拆卸不便的集成电路则应首先检测外围电路，排除由外围电路所致的故障[3]。

（7）拆除法。拆除法多用于元器件库存不足但又需要系统维持正常运转的情况。一般情况下整个电路中并非所有的元器件均是必须的，部分元器件扮演着辅助的角色，此部分元器件一旦发生故障将会给整个电路带来不利影响，甚者直接导致系统无法正常运转。在无替换元器件时将起辅助功能的故障元器件暂时拆除，促使整个雷达重新恢复正常运转不失为一种行之有效的解决手段。但需要注意的是拆除法拆卸的元器件必须保证不会对系统运行造成影响，或者是带来的影响并不事关大局。

3  小结

综上所述，L波段探空雷达已经成为目前我国气象工作的重要工具，在提高探测结果可靠性的同时亦减轻了工作人员工作压力和强度，但由于设备体积大、信息程度高，容易在运行期间产生多种故障并影响系统的正常运转。本文总结指出常见的故障包括校正后的光电轴发生偏移、低仰角丢球反復出现、高压无法加电，具体的检修方法则包括振动法、直觉检查法、外加信号法、中间插入法、分割法、替换法、拆除法，灵活运用上述检修方法无疑能够大幅提高检修效率。

参考文献

[1]王志伟.L波段探空雷达测角系统故障案例分析与排查[J].内蒙古科技与经济，2018，15（16）：100+103.

[2]王文志.L波段探空雷达常见故障与维修[J].电子技术与软件工程，2016，20（17）：105.

[3]张爱萍.L波段探空雷达常见故障分析及检修方法[J].农业与技术，2016，36（16）：210.