淺析L波段雷達(dá)高空探測(cè)中的問題與解決措施

■張紅軍

（樂亭縣氣象局河北唐山063600）

淺析L波段雷達(dá)高空探測(cè)中的問題與解決措施

■張紅軍

（樂亭縣氣象局河北唐山063600）

對(duì)于高空氣象探測(cè)來說，L波段可以很好的探測(cè)高空氣象。L波段在探測(cè)高空氣象時(shí)，有著較高的工作效率，數(shù)據(jù)質(zhì)量和探測(cè)精度都可以得到很好的保證。然而在實(shí)際高空氣象探測(cè)中，L波段在探測(cè)中是會(huì)出現(xiàn)一些問題，在一定程度上影響了L波段氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的精確性和準(zhǔn)確性。因此，本文就分析L波段高空氣象探測(cè)中的常見問題，并找出相應(yīng)的解決措施加以解決，保證高空氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

L波段 高空氣象探測(cè) 常見問題 解決措施

L波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)和集成，具備著自動(dòng)化特點(diǎn)，增強(qiáng)了高空氣象資料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確度，降低錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的發(fā)生率，提高了高空氣象探測(cè)質(zhì)量。但L波段高空氣象探測(cè)中依然存在著的一些問題，對(duì)高空氣象造成影響。本文就分析L波段高空氣象探測(cè)中的常見問題，并針對(duì)問題找出相應(yīng)的解決措施加以解決，以此保證高空氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1　L波段高空氣象探測(cè)中常見的問題分析

1.1L波段高空氣象探測(cè)中雷達(dá)開機(jī)時(shí)的問題分析

L波段高空氣象在探測(cè)進(jìn)行雷達(dá)開機(jī)時(shí)，當(dāng)開機(jī)電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)或者電壓速度的過快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)天線突然抖動(dòng)，當(dāng)沒有對(duì)雷達(dá)天線進(jìn)行及時(shí)處理時(shí)，會(huì)造成天線線纜無法進(jìn)行良好接觸。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，也無法快速、及時(shí)和準(zhǔn)確的排除，對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成影響。

1.2對(duì)于氣球準(zhǔn)確施放的問題分析

在氣球準(zhǔn)備施放時(shí)，很容易造成雷達(dá)天線抖動(dòng)，并當(dāng)雷達(dá)天控處于自動(dòng)跟蹤狀態(tài)時(shí)，就很容易導(dǎo)致天線抖動(dòng)，當(dāng)處于低仰角狀態(tài)時(shí)，更容易出現(xiàn)了雷達(dá)天線抖動(dòng)。而這些問題會(huì)影響底層大氣數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的高低，而在底層無法跟蹤上探空儀。使高空氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的精確性造成影響。

1.3大風(fēng)天氣、場(chǎng)地限制等無法有效實(shí)現(xiàn)放球自動(dòng)跟蹤

L波段雷達(dá)的自動(dòng)化程度是非常高的，能夠?qū)Φ孛孢M(jìn)行直接跟蹤作業(yè)。但是在大風(fēng)天氣時(shí)使用放球器，或受到場(chǎng)地限制時(shí)，從而在放球過程中使放球無法進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。當(dāng)天控開關(guān)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，就無法對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并且也會(huì)對(duì)雷達(dá)下限位警報(bào)造成影響。這樣很容易導(dǎo)致天線死位，這時(shí)就需要重新探測(cè)。

1.4人工跟蹤尋找問題

在球升空時(shí)間過短時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生丟球問題，丟球后，增益值通常保持在120dB。這時(shí)就需要對(duì)丟球問題進(jìn)行有效解決。

1.5能見度時(shí)，旁瓣跟蹤分辨問題

在天氣情況較差，有著過低的能見度時(shí)，比如是在夜間、雨雪以及濃霧天氣放球過程中，很容易出現(xiàn)氣球過頂?shù)葐栴}。氣球過頂后，無法通過攝像機(jī)拍攝到氣球，從而出現(xiàn)旁瓣跟蹤問題。當(dāng)旁瓣跟蹤的時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致資料缺失，或者需要重新放球。

2　L波段高空氣象探測(cè)的解決措施

（1）在解決雷達(dá)開機(jī)天線抖動(dòng)問題時(shí)，首先將主機(jī)電源打開然后開機(jī)。隨后再打開示波器等設(shè)備，最后開啟驅(qū)動(dòng)箱電源。在開啟主電源和驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，兩者之間有著足夠的時(shí)間，能夠充分預(yù)熱，另外在最大開啟驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，能夠防止在打開其他設(shè)備時(shí)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，從而保證氣象探測(cè)設(shè)備可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）在解決氣球準(zhǔn)備施放問題時(shí)，要將驅(qū)動(dòng)箱電源緩慢開啟，首先要將放球軟件界面天控開關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)狀態(tài)，然后要將自動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，再打開驅(qū)動(dòng)箱電源。

（3）在解決放球自動(dòng)跟蹤問題時(shí)，操作人員要進(jìn)行手動(dòng)跟蹤，在放球之前，保證天控處于手動(dòng)狀態(tài)。然后對(duì)天線方位和仰角進(jìn)行手動(dòng)控制，并要對(duì)氣球漂移情況進(jìn)行密切的觀察，并通過攝像機(jī)跟蹤氣球，保持氣球一直處于屏幕中央。比如將氣球放出，抬升氣球仰角時(shí)，當(dāng)氣球穩(wěn)定后就可以將天控開關(guān)轉(zhuǎn)換為自動(dòng)狀態(tài)。為了防止出現(xiàn)旁瓣抓球的現(xiàn)象，當(dāng)攝像頭無法觀測(cè)到球影時(shí)，是可以利用扇掃功能解決無法觀測(cè)問題，保障對(duì)亮線平齊。另外要適當(dāng)調(diào)整距離按鈕，使凹口處于豎線的中間位置。

（4）將調(diào)頻調(diào)整到最佳狀態(tài)，能夠與接收機(jī)進(jìn)行有效增益。在調(diào)整頻率時(shí)可以在增益調(diào)節(jié)完成后，將頻率開關(guān)調(diào)整到自動(dòng)狀態(tài)，通常頻率指示表顯示的頻率數(shù)值是在1675MHz。同時(shí)也可以打開小型發(fā)射機(jī)，并將示波器的顯示方式調(diào)整為距離方式，密切觀察凹口，通常凹口深度要保持在三分之一到三分之二之間。在調(diào)節(jié)增益時(shí)，要將天線調(diào)整并對(duì)著目標(biāo)物，并且示波器為角度模式，增益為手動(dòng)狀態(tài)。操作人員就可以通過增益開關(guān)旁邊的按鈕手動(dòng)調(diào)節(jié)的接收機(jī)增益。在上下調(diào)節(jié)增益時(shí)，要對(duì)數(shù)據(jù)變化情況和示波器亮線狀態(tài)進(jìn)行密切觀察。當(dāng)數(shù)據(jù)最小而且示波器有著4條亮線飽和時(shí)，這時(shí)增益是最合適的。因此，必須要隨時(shí)觀測(cè)增益并進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。

（5）在人工追蹤尋找氣球時(shí)，要按照氣壓計(jì)算高度，最后計(jì)算出仰角值。比如在雷達(dá)丟球，無法將探空儀的空間位置情況進(jìn)行接收，但是可以將探空信號(hào)進(jìn)行正常接收。在沒有氣壓飛點(diǎn)的情況下，氣球高度是650米，從斜距角度直視凹口的距離是在750米，這時(shí)高度和斜距的距離是650/750，即0.867，而仰角值就是60°。再利用固定仰角進(jìn)行有效方位移動(dòng)，從而快速找到氣球。

（6）在判斷旁瓣跟蹤時(shí)，首先增益值保持在150～160dB，高度和氣高有著較大差值。當(dāng)高度值沒有超過氣高值時(shí)，就會(huì)升高10°。反之則減小。當(dāng)在夜間無法顯示氣高時(shí)，就要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)確定，通常每分鐘高度增加值需保持在350～400米之間。當(dāng)有著旁瓣跟蹤時(shí)，就會(huì)升高10°仰角，然后進(jìn)行天線扇掃。

3　結(jié)語

為了保證L波段高空氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確性，必須要針對(duì)高空氣象探測(cè)常見的問題進(jìn)行全面分析，并找出相應(yīng)的解決措施加以解決，充分發(fā)揮L波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)和集成的巨大作用，保證高空氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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X831[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～199～1