通遼新一代天氣雷達伺服系統及接收機等故障的維修

宋玉紅 孫宏宇 劉亞玲

摘 要：本文闡述了通遼新一代天氣雷達伺服系統發生的方位跳碼故障、天線正北偏移故障以及接收機發生的頻綜晶體振蕩器故障，分析、總結了上述故障的維修方法，供參考。

關鍵詞：方位跳碼；偏移；頻綜；晶體振蕩器；RDA；RPG；PUP

1 伺服系統故障

通遼新一代天氣雷達的伺服系統主要由數據同步機構、伺服控制器及其電機、控制計算機及功能卡、附屬設備構成。RDA計算機輸出的位置控制命令，使天線快速、準確地轉到命令所規定的位置，并將當前天線的方位、俯仰及天線座的狀態實時返回到RDA計算機。

1.1 方位跳碼故障

通過通遼新一代天氣雷達RDA的RCW監控界面顯示，方位指針顯示在固定的某一角度出現跳動現象。RCW監控界面的方位角碼顯示跳動，伺服數字控制單元面板顯示的方位角碼也有跳動，查看天線機械實際運轉狀態，天線運轉平穩。用SOT測試軟件測試PPI模式下的方位轉動狀態，發現天線機械轉動平穩，判斷為非機械故障的可能。正常的_ant.log文件中的返回方位AZ變化間隔應為約0.5度，查看當日的_ant.log等文件內容，發現此時返回方位在一些角度上突然跳變很大一個角度，表示方位有跳碼現象。分析為方位數字旋轉變壓器故障，卸下方位旋轉變壓器，打開發現碳刷有明顯磨損，換上新的方位旋轉變壓器，方位跳碼現象沒有出現。運行一段時間方位跳碼現象又出現，卸下方位旋轉變壓器，檢查后發現碳刷又有磨損。再進一步檢查方位旋轉變壓器轉動軸，發現轉動軸偏了。更換新的方位旋轉變壓器，方位跳碼現象得到解決。

1.2 天線正北偏移故障

用太陽法波束指向檢查天線正北偏差是否符合系統技術指標要求，發現天線正北偏移近4度，檢查方位旋轉變壓器，正常，再檢查同步輪系，也正常，檢查發現方位旋轉變壓器的連接軸，發現連接軸松動，固定連接軸的鐵螺釘有磨損，更換掉磨損的螺釘，換上不銹鋼螺釘。重新定北，撥碼，太陽法波束指向符合指標要求，開機觀察，12小時候發現正北又偏移，檢查方位旋轉變壓器，正常，檢查同步輪系，也正常，根據故障現象，懷疑是不銹鋼螺釘打滑，更換掉不銹鋼螺釘，換上特制的鐵螺釘，維修觀察，太陽法波束指向方位偏差0.07度，正常，問題得到解決。

1.3 太陽法標定錯誤

用太陽法波束指向檢查天線正北偏差是否符合系統技術指標要求，測試時方位停在固定角度，退出，無法得出方位及仰角偏差。置天線 PARK位，方位、仰角均顯示正常， 檢查天線實際位置，也正常。動態范圍測試，輸出為一條直線。關閉接收機，重啟。正常。太陽法測試正常。

2 接收機等故障

2.1 頻率綜合器的晶體振蕩器故障

通遼新一代天氣雷達系統接收機由低噪聲場放、接收通道、頻率綜合器、接收機接口、中頻正交器、測試信號源組成。

接收機接收從天線傳來的回波信號，送入低噪聲場放進行低噪聲放大，然后混頻，變換為中頻信號，由中頻通道進行中頻放大，再采樣，從而形成數字的I、Q信號送給信號處理器。還生成RF激勵信號送給發射機、產生基準信號送給信號源、產生RF測試信號送給機內信

號源。

通遼新一代天氣雷達接收機運行相對比較穩定，近十年來，僅發生一次故障。

故障現象為啟動RDASC軟件及監控界面時，出現線性通道測試信號變壞，線性通道雜波抑制變壞，線性通道噪聲水平變壞，噪聲溫度變壞，射頻驅動信號變壞、速度譜寬檢查變壞等報警，退出RDASC程序，用RDASOT軟件測試接收機內動態范圍，輸出為一條直線，用功率計測試發射機機外功率，僅為十幾千瓦。判斷接收機頻綜故障。斷電，打開頻率綜合器，發現頻率綜合器內晶體振蕩器的溫度明顯高于其他部件，更換新的晶體振蕩器，報警消除。系統恢復正常。

2.2 雷達系統其他綜合故障

內蒙古運行監控業務系統顯示無雷達狀態數據及產品數據，RDASC軟件顯示標定文件寫錯誤。重新啟動RDA計算機，Linux系統異常，重新安裝Linux系統，內核和驅動、顯卡驅動程序、網卡驅動程序及RDASC軟件，將原來備份的config 目錄拷貝，覆蓋現有文件，系統恢復正常。

內蒙古運行監控業務系統顯示無雷達狀態數據及產品數據，RDASC軟件顯示Archive2存儲設備容量低報警故障，日志文件無法寫入，利用映射網絡驅動器已無法刪除存檔數據，登陸到RDA計算機，刪除IQ目錄下的文件，釋放磁盤空間，Archive2存儲設備容量低報警消失，狀態數據及產品數據傳輸正常。正常待機，RDASC軟件不能停止。將發射機切換到本控、手動狀態，在桌面打開一個終端，以超級用戶登陸，鍵入reboot， 重新啟動RDA計算機，系統恢復正常。

新一代天氣雷達系統有RDA、RPG 、PUP三臺計算機分別實現雷達數據采集、產品生成、產品顯示功能。雷達基數據可在RDA及RPG上分一、二級存儲。如果由于某些故障造成雷達產品缺失，只要RDA存儲了基數據，即可利用RPG提供的基數據回放功能來實現補充所缺的

產品。

局域網絡故障造成RPG與 RDA連接中斷，PUP與RPG連接也中斷。RPG無法正常存儲基數據，無法生成產品，PUP無法正常顯示產品。利用RPG及PUP的備份機，分別更改IP地址，使之與RPG及PUP的 IP地址不發生沖突，將RDA上存儲的基數據拷貝到RPG備份機某一文件夾，解壓，然后將解壓后的基數據拷貝到Archive2文件夾下，啟動RPG軟件，啟動基傳輸軟件，這時基數據數據移動到Archive2bf文件夾，關閉基數據傳輸軟件，將Archive2bf文件夾下的基數據在拷貝到Archive2下，啟動PUP備份機的PUP軟件。PUP與RPG連接成功后，打開RPG 的Archive菜單，選擇在RPG備份機上回放雷達基數據。這樣在PUP備份機上就補充了由于局域網絡中斷造成所缺失的雷達產品。然后啟動PUP產品傳輸軟件，上傳雷達產品。

3 結語

方位跳碼的原因是方位旋轉變壓器的碳刷磨損，更換方位旋轉變壓器后，此故障得到解決。天線方位正北偏移的原因是由于固定方位旋轉變壓器連接軸的不銹鋼螺釘打滑，造成方位旋轉變壓器的連接軸松動，換上特制的鐵螺釘，解決了此故障。發射機的發射功率超低、線性通道測試信號變壞，線性通道雜波抑制變壞，線性通道噪聲水平變壞，噪聲溫度變壞，射頻驅動信號變壞、速度譜寬檢查變壞等報警的原因，是接收機頻率綜合器的晶體震蕩器故障引起的。局域網絡故障造成PUP產品缺失，利用RPG的基數據回放功能補充，但生成產品與回放產品不能同時在同一臺RPG上實現，只有利用RPG備份機。特別注意RPG備份機的IP地址不能與RPG的IP地址沖突。

參考文獻

[1]中國新一代多普勒天氣雷達.CINRAD/CB用戶手冊.北京：敏視達有限公司.2004.

[2]張培昌，杜秉玉，戴鐵丕.雷達氣象學.北京：氣象出版社.2002.