天气雷达电磁干扰分析及排除方法

文/杨帆

天气雷达在短时临近天气的预警、监测中具有中重要作用，可准确监测出暴雨、冰雹、强对流等灾害性天气，提醒人们提前做好防范措施，确保安全。但天气雷达在工作过程中常会受到同频径向电磁干扰，导致监测结果失真、不准。鉴于此，本文主要就天气雷达电磁感染干扰分析及排除方法做深入探究，以供参考。

1 天气雷达电磁干扰分析

近年来，地方经济不断发展，城乡建设规模不断扩大，但各地气象探测环境总体状况不容乐观，许多新一代天气雷达受到径向电磁干扰，使天气雷探测质量受到影响，同时也影响了雷达资料的应用。同频径向电磁给天气雷达造成的影响是较大的，如天气雷达在受到同频径向电磁干扰后，会出现雷达回波图失真失全的现象，导致气象服务工作难以正常进行。针对天气雷达电磁干扰现象，需结合实际做深入的分析研究，找到电磁干扰源，进而采取相应措施予以排除，使天气雷达恢复正常工作，确保探测数据的正确性和真实性。

经研究分析发现，雷达工作时，若雷达天线转至仰角0.5º或以下时，雷达回波会出现很强的同频径向电磁干扰信号，而且这些干扰信号来源不一。同时，在观察中发现，雷达工作时，会出现数条粗细不一且呈辐射状的干扰带，这些干扰带不仅具有一定长度，且强度层次也非常高，强度层次最高时信噪会达到20～30dB，这些干扰信号会给天气雷达探测质量带来严重影响。但这一影响并非是永久且不可控的，试验可得，当雷达天线仰角超过0.5º，回波图上的干扰现象将全部消失，但干扰信号的消失也并不是永久性的，即干扰现象在24小时内均可出现，且具有一定的规律性。

通过对电气雷达扫描仰角的分析，确定了在何种方位角以及雷达仰角的情况下，雷达回波会受到干扰，并在此基础上找到了天气雷达干扰源方位角为 20º、290º、320º、340º；在确定干扰源方位角过后，将雷达发射机关闭，进行体积扫描，并在接收机输出端用示波器进行检测，经检测发现，当雷达天线转至低仰角0.5º及以下时，示波器上会出现较强的干扰信号并且基线明显上跳。当出现干扰信号后，首先需要判断干扰信号的来源，即干扰信号是来源于雷达系统内部还是外部，在做这项分析时，也可根据干扰信号的强弱度判断干扰信号来源。

2 天气雷达电磁干扰排除方法

在进行天气雷达电磁干扰排除工作时，需借助移动监测车等新一代等现代化设备朝着干扰源的方位进行排查。通常情况下，电磁环境都有一定的复杂性与特殊性，尤其是城区电磁环境，更为复杂，人流密集、车流量大，再加之地形地势等外部条件限制，监测车难以靠近监测区域。在此种情况下，只能根据分析结果，锁定相应的干扰区域，在此基础上使小型设备徒步查找疑似干扰源。通过认真详细的查找确定具体的方位角后，锁定无线图像传输设备，在联系设备架设方做关停设备试验后，若发现天气雷达回波干扰信号仍旧存在，就需进一步确定干扰源方位。在这一过程中，需组织专业技术人员携带相关监测设备到达天气雷达天线罩外部的平台上，使用微波低损耗电缆、宽频带标准喇叭天线、微波低噪声高增益放大器、12V直流电源等组成的检测系统进行监测。经监测发现，气象站外部环境相对复杂，建筑、林木等均给气象监测工作带来了一定困扰，也使得技术人员难以在短时间内准确判断出干扰源方位，这就需要技术人员操作天线，缓慢转动天线方位，通过转动天线方位判断当天线处于什么方位时，接收到的干扰信号的场强值最大，从而正确找到干扰源的方位，在此基础上通过微波链路通信方位的计算，确定出监测线路。总结以往经验发现，天气雷达电磁干扰多是与设备等有关，如2018安康市在排查天气雷达电磁干扰过程中，发现在一通讯基站上架设着多个正方形板状微波发射天线，并监测得到此干扰信号场强达到最大值，在获得这一信息后，相关部门与运营商取得联系，在经过紧密协商沟通后对基站中的相关设备进行了关停实验，在将基站上架设的无线宽带设备关闭后，天天气雷达电磁干扰现象全部消失，频谱分析仪上该信号也不再出现，气象服务工作也得以正常进行。因此，对于天气雷达在监测过程中受到同频径向电磁干扰问题，需要经过全面的分析调查，找到干扰源从而采取相应措施予以排除。

3 结语

综上所述，在通信技术不断发展，电子化水平不断提高的背景下，天气雷达电磁干扰现象仍时有发生，这对这一问题，相关部门应做好相应的分析与排查工作，避免雷达受到影响，确保雷达监测结果的真实性、准确性。