基于CLC-11-A型固定式邊界層風廓線雷達故障淺談修護維修經驗

虎雅莉

（民航寧夏空管分局，寧夏 銀川 750000）

風廓線雷達是一種以晴空湍流為目標的多普勒雷達，利用大氣湍流對電磁波的散射作用，對邊界層大氣的三維風場物理量進行高時空分辨率的連續探測。風廓線雷達的使用，使得空中交通管制員和預報員直觀的掌握了近地層風向風速和溫度隨高度的變化，為飛機安全起降提供更加精準細致的服務，進一步提高了銀川河東機場的飛行安全保障能力。然而，安全精細的服務來源于雷達從業者精心地維護，為確保雷達正常運轉以及故障情況下減少排故時間，本文重點通過故障分析總結維護維修經驗，為雷達保障人員提供一定的參考。

1 簡介

1.1 工作原理

CLC-11-A型固定式邊界層風廓線雷達工作時，先由主控計算機產生高頻脈沖信號，該信號經發射前級和T/R組件放大，再經天線輻射出去，當電磁波信號遇到大氣湍流后就會散射返回，天線在接收到回波信號后經T/R組件放大、移相、合成后傳至數字中頻接收機，再由它進行濾波、放大、正交相位檢測、數據抽取，然后由信號處理機進行處理計算，形成回波功率譜，最后此功率譜由數據處理進行分析，反演出大氣風場。

1.2 工作模式

該雷達共有四種脈寬七種工作模式，可根據需求選擇不同的工作模式。銀川河東機場選取的模式分別是：低2模、高2模和高3模，雷達工作時，會在這三種模式下依次輪詢探測，輪詢結束便會獲得一組數據，也就是我們看到的一組風羽圖。

2 故障分析

2.1 故障現象

在風廓線雷達遠程監控和維護終端發現大面積T/R組件狀態發紅告警，其中低模有6個，高模有2個。如圖1所示。

圖1 T/R告警現象

2.2 排故過程

T/R組件大面積告警，一般不可能T/R組件都損壞，可能是前級功放或接收機故障。

前級功放：當時測試前級功放在低模和高模下輸出分別為-10dBm和10dBm，正常情況下，

兩個信號強度不會差很大，檢查發現輸出總口虛焊處有灼燒痕跡，判定“功分網絡”內有虛焊處，重新焊接后測試結果還是相同；再次測試“前級功放”內第一級功率放大后的功率，結果明顯偏小，又懷疑激勵信號有誤。

接收機：首先檢查前級功放輸入激勵信號為4.9dBm，經咨詢廠家得知安裝調試時為10dBm，（后來廠家經過多次

試驗發現4.9dBm對雷達工作影響不大）；因激勵信號來自“接收機”，故對“接收機”檢查，輸出為9.5dBm，足夠推動雷達運轉，但當時出現斷斷續續的情況，激勵信號來自“激勵通道”，它只是一個混頻作用，所以用示波器檢查“激勵通道”的前一級“信號產生”，顯示輸入正常輸出信號錯誤；繼續查看“信號產生”前一級“本振源”以及再前一級“時鐘控制”，發現“本振源”一本和二本信號5.1dBm正常，“時鐘控制”信號波形也正常，故判斷“信號產生”故障，返廠維修后輸出信號正常。至此，故障排除完畢。

2.3 排故流程圖（如圖2）

圖2 T/R大面積告警排故流程圖

3 經驗總結

3.1 系統排故流程

依據風廓線雷達工作原理及本次排故過程，總結出整個雷達系統排故流程圖。根據流程圖3，我們可以結合故障現象定位故障點，再使用3.2.1提及的測試儀表對故障點進一步判斷。

圖3 系統排故流程圖

3.2 儀器儀表使用

3.2.1 儀器儀表使用和測量

（1）示波器。①探頭。示波器的接入端口。包括探頭地線、探頭信號以及探頭衰減開關（一般應打在X1檔），我們可根據被測信號的大小靈活選擇。②位置調整。為了讀數方便及顯示的清晰度，需對信號會進行位移調整，可根據需求對上下（即對電壓），或者左右（即對時間）位置進行調整。③觸發調節。如測量結果較模糊，此時可以根據需求改變觸發電平來調節，一般默認是50%的自動觸發。對于多路信號，當兩個被測信號同頻時，觸發源應選擇其中較為穩定的一路。④校準信號。使用示波器前先檢查其是否正常，即測量自己的校準信號，它本身就是一個固定的1kHZ，3V的方波信號。

（2）衰減器。防止大功率信號輸入，起到保護功率計的作用。

（3）功率計。①校準。將檢波探頭直接接到功率計主機的參考端口，接上后按下校準，可以選擇歸零、校準或歸零+校準。②最小測量能力。校準完后就可以看到一個功率值，即說明了功率計的檢測能力，一般為-30dBm左右，說明它是一個寬帶接收設備，同時它的動態范圍比較小。所以使用儀器前必須明確該設備的功率值。③連接測試。將功率計直接接到被測件的被測端口，輸出測試結果。

3.2.2 測試方法和步驟

（1）連接所有儀器電源，打開頻率源，對其預熱10min左右。

（2）將對應設備模塊后面板插座上的電纜擰下，將衰減器（一般使用40dB）一端接至該插頭上，另一端接至功率計上，檢測輸出功率，正常情況下，輸出值滿足指標要求，最后用示波器觀察對應組件輸出的脈沖檢波波形。(一般容易故障模塊有：前級功放、控保單元、發射網絡、工控機后面板各信號；另外，需明確各組件模塊的參數指標要求以及脈沖檢波波形或者高低電平范圍)，這些都是判斷故障至關重要的依據。

4 結語

CLC-11-A型固定式邊界層風廓線雷達可以全天24小時工作，性能穩定，幾乎能夠實時監測降雨、大風、強對流等天氣，對航空氣象預報具有一定的指導意義。本文從一次T/R組價告警著手，詳細分析了整個排故流程，且總結出整個雷達系統排故流程，同時，簡單介紹了日常排故常用儀器儀表的使用方法（方法并非絕對，可靈活采用）。為雷達從業者提供了一定的幫助。