天氣雷達電磁干擾分析及排除方法

文/楊帆

天氣雷達在短時臨近天氣的預警、監測中具有中重要作用，可準確監測出暴雨、冰雹、強對流等災害性天氣，提醒人們提前做好防范措施，確保安全。但天氣雷達在工作過程中常會受到同頻徑向電磁干擾，導致監測結果失真、不準。鑒于此，本文主要就天氣雷達電磁感染干擾分析及排除方法做深入探究，以供參考。

1 天氣雷達電磁干擾分析

近年來，地方經濟不斷發展，城鄉建設規模不斷擴大，但各地氣象探測環境總體狀況不容樂觀，許多新一代天氣雷達受到徑向電磁干擾，使天氣雷探測質量受到影響，同時也影響了雷達資料的應用。同頻徑向電磁給天氣雷達造成的影響是較大的，如天氣雷達在受到同頻徑向電磁干擾后，會出現雷達回波圖失真失全的現象，導致氣象服務工作難以正常進行。針對天氣雷達電磁干擾現象，需結合實際做深入的分析研究，找到電磁干擾源，進而采取相應措施予以排除，使天氣雷達恢復正常工作，確保探測數據的正確性和真實性。

經研究分析發現，雷達工作時，若雷達天線轉至仰角0.5o或以下時，雷達回波會出現很強的同頻徑向電磁干擾信號，而且這些干擾信號來源不一。同時，在觀察中發現，雷達工作時，會出現數條粗細不一且呈輻射狀的干擾帶，這些干擾帶不僅具有一定長度，且強度層次也非常高，強度層次最高時信噪會達到20～30dB，這些干擾信號會給天氣雷達探測質量帶來嚴重影響。但這一影響并非是永久且不可控的，試驗可得，當雷達天線仰角超過0.5o，回波圖上的干擾現象將全部消失，但干擾信號的消失也并不是永久性的，即干擾現象在24小時內均可出現，且具有一定的規律性。

通過對電氣雷達掃描仰角的分析，確定了在何種方位角以及雷達仰角的情況下，雷達回波會受到干擾，并在此基礎上找到了天氣雷達干擾源方位角為 20o、290o、320o、340o；在確定干擾源方位角過后，將雷達發射機關閉，進行體積掃描，并在接收機輸出端用示波器進行檢測，經檢測發現，當雷達天線轉至低仰角0.5o及以下時，示波器上會出現較強的干擾信號并且基線明顯上跳。當出現干擾信號后，首先需要判斷干擾信號的來源，即干擾信號是來源于雷達系統內部還是外部，在做這項分析時，也可根據干擾信號的強弱度判斷干擾信號來源。

2 天氣雷達電磁干擾排除方法

在進行天氣雷達電磁干擾排除工作時，需借助移動監測車等新一代等現代化設備朝著干擾源的方位進行排查。通常情況下，電磁環境都有一定的復雜性與特殊性，尤其是城區電磁環境，更為復雜，人流密集、車流量大，再加之地形地勢等外部條件限制，監測車難以靠近監測區域。在此種情況下，只能根據分析結果，鎖定相應的干擾區域，在此基礎上使小型設備徒步查找疑似干擾源。通過認真詳細的查找確定具體的方位角后，鎖定無線圖像傳輸設備，在聯系設備架設方做關停設備試驗后，若發現天氣雷達回波干擾信號仍舊存在，就需進一步確定干擾源方位。在這一過程中，需組織專業技術人員攜帶相關監測設備到達天氣雷達天線罩外部的平臺上，使用微波低損耗電纜、寬頻帶標準喇叭天線、微波低噪聲高增益放大器、12V直流電源等組成的檢測系統進行監測。經監測發現，氣象站外部環境相對復雜，建筑、林木等均給氣象監測工作帶來了一定困擾，也使得技術人員難以在短時間內準確判斷出干擾源方位，這就需要技術人員操作天線，緩慢轉動天線方位，通過轉動天線方位判斷當天線處于什么方位時，接收到的干擾信號的場強值最大，從而正確找到干擾源的方位，在此基礎上通過微波鏈路通信方位的計算，確定出監測線路。總結以往經驗發現，天氣雷達電磁干擾多是與設備等有關，如2018安康市在排查天氣雷達電磁干擾過程中，發現在一通訊基站上架設著多個正方形板狀微波發射天線，并監測得到此干擾信號場強達到最大值，在獲得這一信息后，相關部門與運營商取得聯系，在經過緊密協商溝通后對基站中的相關設備進行了關停實驗，在將基站上架設的無線寬帶設備關閉后，天天氣雷達電磁干擾現象全部消失，頻譜分析儀上該信號也不再出現，氣象服務工作也得以正常進行。因此，對于天氣雷達在監測過程中受到同頻徑向電磁干擾問題，需要經過全面的分析調查，找到干擾源從而采取相應措施予以排除。

3 結語

綜上所述，在通信技術不斷發展，電子化水平不斷提高的背景下，天氣雷達電磁干擾現象仍時有發生，這對這一問題，相關部門應做好相應的分析與排查工作，避免雷達受到影響，確保雷達監測結果的真實性、準確性。