若羌L波段气象探空雷达故障维修分析

2014-04-04张杰

河南科技 2014年1期

张杰

（阿克苏地区气象局，新疆阿克苏 843000）

L波段探空雷达的运行状况好坏直接影响探空资料的准确性和完整性，故对L波段雷达的维护以及故障的排除，是探空业务的重要组成部分。若羌L波段雷达于2006年正式投入运行以来，出现过多次故障，故障的类型和影响程度不尽相同。现就出现过的故障进行分析和总结，以供参考。

1 故障的现象、影响及分析

1.1 低仰角丢球且重复出现

现象：放球中期（仰角不大于80度）四根亮线瞬间跳变，随后不能恢复，天线随机转向它处，高差报警探空数据变得混乱无序，造成丢球。手动抓球后恢复正常，但有概率再次出现上述现象并丢球。

影响：造成丢球时段内的测风和探空数据丢失，由于丢球出现在放球过程的中后期，抓球难度较大，不能及时抓球可能导致重放球。

分析：此故障出现多为冬季，而且出现时表现为整机不能正常工作，但出现时间极短。放球结束后对各系统进行排查时不能发现任何问题，用常规的定位分析方法很难找出故障的关键位置，所以从整体情况分析：故障发生短促且可以恢复正常工作状态，不因是电子元件彻底损坏导致，故障多发为冬季，所以故障与低温有关系。故障出现时探空测风均不能正常工作，故判断雷达信号时整体受到影响。测量室内部分均正常，测量地下电缆，和差箱内前置高放、差环环、限幅器以及各连接导线、基座内高频组件连接线缆阻值匹配损耗均在正常范围，最后将故障锁定为和差箱与高频旋转关节连接的WT8线缆接触不良。WT8线缆负责将前置场放大后的信号送入基座中的高频旋转关节，雷达的发生信号与接收信号均要通过此线路。WT8线缆是一根同轴电缆随着雷达的仰角俯仰有一定的扭转拉伸动作。同轴电缆外有铜丝金属屏蔽层，连接处金属屏蔽层的铜丝通过接口处于机壳接地相连接。冬季气温低线缆外层橡胶保护层变硬导致雷达仰角变化时线缆的芯体和屏蔽层铜丝相对移动，多次摩擦后铜丝断裂并掉落在芯线和屏蔽层中间，造成WT8中大功率的发射信号与屏蔽层之间打火以及接收信号从屏蔽层直接被接地，是雷达不能接受探空信号同时不能继续自动跟踪。并且随着俯仰变化掉落的铜丝会随机地导致雷达不能正常工作。

排除：拆开WT8线的管套，打开接头部分，发现屏蔽层铜丝大部分断裂，芯线和屏蔽层之间有明显打火痕迹，用烙铁将WT8线头部取下，将屏蔽层铜线向下拓展，并用小刀割去多余的介质层，用线钳剪短中心的铜质导线，将其插入WT8线缆头部，用烙铁风枪灌锡固定后，将屏蔽层铜丝均匀分布在压片的四周，重新安装好WT8的接口。制作接口部分需注意介质层和中心铜质导线截取的长度，要保证接口处连接紧密，冬季焊接时室外气温低，有条件可以搭建小型温室，制作完毕后注意涂抹硅胶防潮。

1.2 放球过程中天线抖动剧烈

现象：放球前自动跟踪有源目标物时天线不断抖动，放球后出现同样的情况，在瞄准望远镜中观察发现雷达跟踪有明显滞后、摇摆。

影响：降低测风精度，且放球后期信号变弱时摆动加剧造成丢球。

分析：雷达未运行是摇动天线，发现方位间隙较大，紧固方位电机螺丝后恢复正常，但数天内方位间隙会再次增大，根据经验判断应是方位电机固定部分损坏，导致方位电机和传动齿轮间隙过大，雷达天线方位转动时来回摇摆。

排除：卸下方位电机，发现方位电机与基座固定螺丝未损坏，但中间的两颗定位销钉已经彻底断裂，拆下方位电机的固定端，取下断裂销钉，用白纸描下定位孔的孔径，测量定位孔的长度，用车床车出销钉，再打入定位孔安装好方位电机后，故障排除。值得注意的是这个故障是由于值班员操作雷达快推快放时巨大惯性导致固定销钉受力过大造成的，如出现过此故障的台站需对值班员进行操作培训，做到缓推慢放。

1.3 四根亮线顶部有虚线（非频率问题）

现象：放球整个过程中四根亮线顶部均有虚线，有规律的起伏。

影响：放球后期探空数据接收异常，飞点显著增多，雷达仰角和方位数据均有抖动，影响测风精度。

分析：对雷达的接收系统全部线路原件进行检查，未见异常，怀疑是外部干扰，用示波器检查11－6板四路方波，发现方波上同样有附加杂波，且室内驱动箱电源箱的外壳也测量到相同波形杂波，故干扰源应在室内。

排除：查找干扰源的过程相对繁琐，杂波的频率不能准确测定，排除了供电系统交流干扰的可能，以及室内其他用电器可能产生的干扰。由于故障是近期发生的，所以要缩小范围考虑最近安装的用电器，最后排除了其他可能，只有在室外新安装了一盏LED照明路灯，其开关在探空组室内，打开开关后发现，在闭合状态下，此开关有微弱的打火现象，产生随机无规律的电磁干扰。换开关后，雷达不再受到干扰，四根亮线恢复正常，故障排除。此故障告诫广大机务工作者，要时刻关注雷达对周边的电磁环境，以免造成对探测环境的破坏。