天气雷达回波偏弱典型故障分析与研究
新一代天气雷达回波强度误差分析及解决方法
Ｅｒ ｒ ｏ ｒ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ｈ ｏ ｉ ｎｔ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
ｇｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ． Ａｎｄ ｉ ｔ ｓ ｃ ａ ｌ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ｓ ａ ｎｄ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎｃ ｌ ｕｄ ｅ ｄ ．Ｔａ ｋｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐｌ ｅ ｏ ｆ
ＣＩ ＮＲＡＤ／ Ｓ Ｂ ｎ ｅ ｗ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ
旱、 雷暴 和 冰 雹 等 灾 害性 天 气 ， 对农业 、 交通 、 能
源、 粮 食 以及 国 防建设 等造 成 了极 大 的破坏 ， 严重 影 响 了我 国可 持续 发展 水平 。而 新一代 天 气雷 达 是 监 测灾 害性 天气 的重 要手段 ， 因此 ， 中 国气 象局 于 ２ ０ １ ４年底 已建 设 成覆 盖 全 国 、 布 局 合理 、 运行 稳定的 １ ７ １ 部新 一 代天 气雷 达观 测 网＿ １ ］ 。 雷达反 射 率标定 （ 又称 回波强 度定标 ） 直 接影 响雷 达 回波强 度 的准确 性 。 目前 雷达反 射率 定标
气象雷达常见故障分析
气象雷达常见故障分析气象雷达作为气象观测的重要设备，在日常的气象观测中起到了非常重要的作用。
但由于气象雷达是一种复杂的电子设备，若未得到良好的保养维护或者操作不当，就容易出现一些常见的故障问题。
本文将针对气象雷达常见的故障进行分析，以供参考。
一、接收机故障气象雷达中的接收机是一个非常重要的组成部分，其主要作用是接收回波信号并将其转化为可供分析和处理的数据。
如果接收机出现问题，那么雷达的观测能力就会降低。
接收机故障的主要表现是雷达捕获不到回波信号，或者数据质量较差。
这种情况一般是由于接收机内部硬件故障或者外部干扰所致。
对于这种故障，应该及时联系专业人员进行维修。
二、天线故障天线故障的主要表现是雷达信号异常，出现干扰或者观测范围发生变化。
这种故障主要是由于天线本身的物理结构上出现问题或者受到外部机械损伤所致。
如果出现这种情况，建议尽快联系专业人员进行检修和更换。
三、信号处理故障信号处理是气象雷达中的重要环节，对于接收到的回波信号进行分析、加工和处理，生成气象产品。
如果信号处理出现故障，会导致雷达数据的质量下降或者无法生成相应的气象产品。
信号处理故障的表现包括雷达数据质量下降、产品无法生成或者生成的产品不准确。
出现这种故障可能是由于雷达软件本身的问题或者数据传输中断所致。
在遇到这种情况时，应该及时进行数据分析和验收，寻找问题原因，并及时进行处理。
四、电源故障电源故障是气象雷达中较为常见的故障之一，其主要表现是雷达设备无法正常开启运转。
这种情况一般是由于电源元器件损坏、电路故障或者电力传输中断所致。
在遇到这种情况时，应该先检查一下机房的电源行程是否正常，如果正常可以考虑检查电源元器件是否损坏、电路是否受损、是否有外部干扰等问题。
737NG气象雷达常见缺陷及故障说明
NG气象雷达缺陷及故障说明一、雷达回波弱1、雷达探测原理所限，对于可见的干燥的云、雪或者冰，由于这些气象的反射能力较差，所以雷达很难探测到。
对于雷雨天气，其中上层的天气由于处于结冰层，对雷达的反射较弱，所以可能导致回波弱的现象，NG雷达自动位自动扫描根部区域并对地面杂波进行抑制基本已经解决这个问题，但737-300没有自动模式，人工调节角度太高则回波弱，太低则受地面杂波影响。
2、雷达自动工作方式时，自动调节天线角度，以探测对飞机有潜在危险的天气，但并不意味着它一直探测飞机正前方，如在起飞时它天线角度上调。
巡航时，天线角度根据不同高度和探测距离调节向下扫描3、雷达罩透波率下降。
300飞机比较常见。
二、60到80海里探测弧区域显示地面杂波或低空气象。
自动模式爬升或巡航阶段观察到地面杂波(一般在80海里以外),尤其是在新安装了雷达R/T或雷达驱动器之后,雷达在进行自动调整以补偿系统安装误差及飞机在空中结构弯曲变化造成对零参考线的影响,调整完成后杂波滤掉，调整过程中杂波的出现并不影响中近程雷雨的探测,同时也可使用人工进行确认。
Auto Mode Ground Clutter Suppression Requires Precise Knowledge of Radar Antenna Position Antenna Drive, IRS Installation Variations。
Aircraft Flex in Flight (transition from ground static calibration) Auto Alignment Process in cruise will compensate for these variations这个现象如果出现在人工位，则很可能是地面杂波，通常显示在距离弧的外圈，此时可以调整俯仰角度和显示距离去掉地面杂波显示。
NG飞机雷达如果处于自动位，根据飞机姿态和高度的不同，那么会自动调节俯仰角度。
佳木斯天气雷达回波异常的分析
佳木斯天气雷达回波异常的分析天气雷达是根据云雨降水目标物对电磁波的后向散射原理来探测降水目标物，并测定其空间位置、强弱分布，从而了解降水的生消演变和移速移向。
佳木斯气象局新一代天气雷达出现了回波异常，一下为该故障的具体分析及解决方法。
标签：雷达；回波；通讯1 引言3830A雷达为全相参体制的脉冲多普勒天气雷达，是通过发射高功率的微波脉冲信号，借助于云、雨等气象目标的后向散射来检测、分析和确定降水目标信息的。
佳木斯市气象局新一代天气雷达系统出现主微机回波强度变大，串口数据、接收模式消失，频率和重复频率自动改动的现象，下面就此现象处理做简要分析。
2 现象描述2010年5月29日18：50监控微机正常，主微机速度回波不正常，接收模式显示为空，频率为5310MHz，接受模式改为正常，标定曲线后恢复正常；2010年7月14日22：00—23：00监控微机正常，主微机强度回波异常，重频异常，接收模式设为正常，重频设为900：600Hz后，恢复正常；8月21日8：49 监控微机正常，主微机强度回波异常，强度明显比监控微机强度大，信号处理显示“复位状态”，接受模式为空，频率5990MHz，接收；模式设为正常后，恢复正常。
3 工作流程3830A雷达光纤通信系统的检查和调整主要针对光端机插件板、复分接插件板和电话电路插件板进行。
此外，尚有两块稳压电源需检查。
如图中本地复接电路将三部分电信号复接为一路串行数据码流，送往光端机。
三部分电信号是：（1）信号处理器输出的原始探测数据，包括回波强度、回波速度和谱宽数据；（2）监控分系统采集到的发射、接收、伺服、信号处理等分系统的工作状态和故障信息；（3）局端电话板送出的三路电话（雷达主机室内、天线转台内和市话）的话音信息。
本地分接电路则接收远端光端机经光纤传来的控制命令和电话话音信息，进行分接处后，再按信号种类分别送往监控分系统和局端电话板。
本地光端机将本地复接电路送来的串行数据码流（电信号）转换为光信号送往光缆终端盒；将远端传来的光信号转换为电信号送往本地分接电路。
新一代天气雷达的故障诊断与维修维护措施
新一代天气雷达的故障诊断与维修维护措施摘要：新一代的气象雷达可以处理各类中小尺度的风暴、冰雹、暴雨、强对流等灾害天气的实时监控，并产生多种气象资料，并在网上进行数据传送，具备很强的探测、信号处理、图像显示和传送功能。
在现代科技快速发展的今天，电子设备、微电子技术、大规模集成电路等领域的大量使用，使得雷达设备的更新和需求不断提高。
所以，在未来的发展过程中，只有做好雷达系统的故障判断以及处理工作，才能保证其安全、高效地工作。
关键词：新一代，天气雷达，故障诊断，维修维护引言新一代天气雷达是综合气象观测系统的的一个主要内容。
近几年，随着科学技术的飞速发展，各地都在加速推进气象服务的信息化，新一代天气雷达由于具有高分辨率、高时效性等特点，在全国各地都有了较好的应用。
新一代天气雷达能极大地提高对各种气象因素和各种天气现象的观测准确度，对短时强降雨、大风、雷电等短期临近天气预报以及台风、暴雨等其他灾害性天气的监测预测等气象业务的开展，将会给我们提供更加全面、准确的数据基础，在大气探测、气象预报中占有十分关键的地位。
然而，新一代气象雷达在实际应用中经常会遇到各种问题，严重地制约着气象监测工作的顺利进行。
在这一背景下，文章讨论了新一代气象雷达的常见故障和故障诊断，以期提高当地的气象检测服务质量。
1.新一代天气雷达的相关概述CD型雷达是参考美国CINRAD/CD雷达的技术和思想，利用现代雷达、微电子和电脑技术，研制出一种 S频段全相参多普勒雷达，目前已向国家气象部门供应16台，约为全部雷达总数14.5%。
当前使用的气象雷达均为商业作业，是新一代天气雷达网络监控的一个关键环节。
新一代天气雷达能够提供基本的辐射系数、径向速度、谱宽等信息，同时还可以输出影像制品，并且能够提供更高的空间信息，如铁路、公路、河流等，为气象服务提供了大量的数据资料，同时也提高了我国对流天气的监测能力水平。
在新一代天气雷达系统的建设中，新一代天气雷达的维修与检修已成了当前亟待解决的热点问题，因此应加强对新一代天气雷达的维修与故障分析与排除工作，并对其工作状态进行深入的研究与分析，改进新一代天气雷达的失效原因和解决方法，确保天气雷达安全稳定运行[1]。
多普勒天气雷达回波异常故障排查与维修技巧 俞传龙
多普勒天气雷达回波异常故障排查与维修技巧俞传龙摘要：先进一类的多普勒天气雷达慢慢变成监控以及预报灾害性打气状况的关键方法的一种，对于防减自然灾害部分产生的影响越来越大。
本研究主要研究了该设备回波不正常的因素，同时提出了相应的解决手段，可给有关单位参照。
关键词：多普勒天气雷达；回波强度；异常情况；分析现阶段，先进一代的多普勒天气雷达慢慢变成监控以及预防灾害性大气状况的关键方法的一种，这一先进设备被众多国家加以利用，并且使用范围相当广阔。
这一设备主要由三个部分组合而成，分别是反射率因子、径向速度以及谱宽。
回波的强弱能够依据反射率因子设备去决定，由此去评估风暴的强度，构造和降水区域的特点，同时能够根据反射率因子在时间变动的状况下观察降雨回波的动态状况以及之后特定时限里变化情况。
多普勒天气雷达处于作业状态时，往往存在回波强度的异变，这种情况会直接作用于该设备在检测信息精确程度方面出现问题，在大气灾害的预报以及警示作业方面完成恶劣的影响，使之无法正常进行。
1回波强度标记在线改良手段通过雷达气象函数能够定值预测降雨，在回波检测方面的重点是判断回波输入功率以及在线测定改正发射功率。
一般状况里，雷达回波输入功率不容易非间接测定，能够利用精确程度高的测量信号体完成回波模仿的操作，同时由接收设备端部收入，如此便可以进行回波强度方面的确定，进一步保证回波的输入功率良好。
该项操作的关键手段有三种：（1）把处于动态的不间断波标定信号在线及时由接收设备端部收入，最大速度的构建信号分析设备以及回波功率的输入联系，完成后，根据雷达大气函数计算出回波强弱的监测数据，关键是按照定标数据的精确程度以及接收设备的变化区间去提高回波强弱的监测水准。
（2）把三个功率不变的不间断波定标数据在线即时有接收设备端部收入，把实际测量的发射工率以及不变的路程完成融合，按照有关函数把检测得到的回波强度以及目的数据相差数据的评论数全都得出来，由此完成即时在线改良回波强度的测算偏差。
多普勒天气雷达的故障维修及日常维护
多普勒天气雷达的故障维修及日常维护引言：多普勒天气雷达自从应用到天气状况的检测中之后，使人们对天气的监控更加的及时与准确。
目前为止，多普勒天气雷达是世界上最为先进的雷达技术，能够使人们更为直接并准确的观测到大气中的气流以及云层的变化情况，为气象部门的日常工作提供了很大程度上的便利，同时让人类能够更准确的了解并预测天气的变化趋势。
1、多普勒天气雷达常见的故障维修1.1回波故障维修多普勒天气雷达通常所接收的信号大部分都是频率较低、波长较大的中频波与低频波，当前多普勒天气雷达接收的波形极大多数属于C波段。
这种类型的波段比较容易出现干扰形成回波现象，但是信号分析系统对这种现象的处理较为困难，因此，回波现象现在已经成为影响天气雷达稳定运行的关键因素，专业人员称其为回波故障。
下面就以C波段为例来对其中出现的故障维修进行分析研究。
在多普勒天气雷达受到强磁场干扰的同时，便会有回波现象出现，由于受到磁场的干扰，雷达发出的波非常容易受到磁场强度与磁力曲线的干扰，从而出现弯曲现象，若是发生这种情况，多普勒天气雷达的接收系统就有很大可能接收到同样的波形，二者之间一旦产生共振，能够直接使信号分析系统毁坏，造成十分严重的后果。
此外，当某一区域出现降雨，空气中存在着许多肉眼无法分辨的不明物体，雷达在接收到波形分析后，有几率显示出近日无降雨，不符合实际的天气状况，这也是回波现象造成的。
对于上述的第一种回波情况，需要对波的频率与初速度进行提高，降低波处于磁场的时间，只有这样才可以有效解决回波故障，并且其需要的费用较低。
针对上述的第二种现象，则需要用更大的功率来发射波，同时可以在波的前面做一个透明的可燃塑料套。
此塑料套可以与空气中的物质产生反应，使自身燃烧，进而确保波的传输路径稳定。
1.2发射机故障维修多普勒天气雷达的发射系统主要是由发射监控分机、磁场电源分机、发射配电电路、固态放大器、固态调节器等部分构成。
雷达的发射机是按照模块设计的，如果出现问题可以轻易地检测出其出现的板块。
气象雷达常见故障分析
气象雷达常见故障分析气象雷达是气象探测降水和风暴的重要工具，但在使用过程中，可能会出现一些常见故障，影响雷达数据的准确性和可靠性，因此需要进行分析和解决。
一、回波强度异常回波强度异常是指雷达接收到的回波强度与实际情况不符。
常见的回波强度异常原因有：1. 天线故障：天线损坏或定位出现问题，导致回波接收不到或接收到的信号变弱。
2. 大雨或暴雨：大雨或暴雨强度大，回波强度可能高于设备测量范围，同时也可能影响设备正常工作。
3. 信号衰减：由于降水、云雾、雾霾等原因，信号会发生衰减，导致回波强度异常。
解决方法：1. 检查天线位置和工作状态，如发现问题需要进行维修更换。
2. 当遇到大雨或暴雨情况时，应尽可能调整雷达的工作参数，如调整探测范围等。
3. 在信号衰减的情况下，需要考虑通过信号增强装置或调整设备工作参数等方法解决。
二、数据丢失或漂移数据丢失或漂移是指雷达在工作过程中，一些数据没有被接收或记录，或者记录的数据与实际情况不符。
常见原因有：1. 天线或接收器故障：可能导致接收不到部分数据或无法正常处理数据，比如数据漂移或漏报。
2. 传输线路故障：传输线路损坏或接触不良，导致数据传输不畅或丢失。
2. 定期检查和维护传输线路，保证线路接触良好。
三、杂波干扰杂波干扰是指雷达接收到的一些与降水无关的杂波信号，干扰了雷达数据的采集和处理。
常见的杂波干扰原因有：1. 大风和雷暴：大风和雷暴会产生电磁波干扰，引起设备杂波。
2. 附近设备干扰：附近的其他设备可能会干扰雷达的工作，导致反射的杂波信号被接收。
1. 在雷暴天气预警时，尽量减少雷达的工作时间，保证数据正常采集。
2. 定期检查和维护雷达设备，确保设备的电磁兼容性良好。
四、功率输出异常功率输出异常是指雷达输出功率出现异常，存在不稳定或输出功率长时间偏低等问题。
常见原因有：1. 脉冲发生器故障：脉冲发生器故障会导致输出功率偏低或不稳定。
2. 放大器故障：放大器故障会导致输出功率异常，需要及时维修或更换。
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天气雷达回波偏弱典型故障分析与研究
发表时间：2018-10-23T15:28:16.480Z 来源：《科技研究》2018年8期作者：周建宇[导读] 阐述了导致天气雷达回波变弱的一些可能因素，并通过实例分析，总结了排除天气雷达回波变弱这一问题的一般的分析、处理流程与方法。
（包头机场分公司航务保障部气象台 014040）
摘要：天气雷达回波的强弱是我们在雷达使用中重点关注的一个方面。
因为天气雷达所探测目标物的位置、形状、大小、移动速度等等这些信息，都包含在目标物的雷达回波之中。
而在天气雷达的回波之中，不仅仅包含上述目标物的有用信息，还包含了地物回波和其他的杂波。
天气雷达回波的异常变化，包括变强和变弱，都将会使我们最终的测量数据产生很大的偏差，将严重影响我们对于目标物特性的正确判断。
本文主要针对我们日常工作中最常见的天气雷达回波变弱这一故障现象进行分析研究，阐述了导致天气雷达回波变弱的一些可能因素，并通过实例分析，总结了排除天气雷达回波变弱这一问题的一般的分析、处理流程与方法。
关键词：天气雷达弱回波故障分析
引言
在天气雷达的日常使用中，回波故障是较多发生的一类故障。
而在雷达回波故障中，回波变弱的情况又占绝大多数。
而我们通过在雷达终端显示器上观察雷达回波，也能够直观地判断出雷达的工作状态是否正常。
要准确、快速地查出雷达回波偏弱的原因，找出故障点，并做出针对性的处理，及时地排除故障，首先必须了解天气雷达的射频信号的工作流程。
1 雷达射频信号的工作流程
如图1所示，雷达的射频信号和雷达的发射系统、接收系统、馈线系统均有关系，所以，我们在故障排查时，也主要是逐级检查这几个系统中的一些相关的重要元器件。
一般情况下，故障均出于此。
因此，作为维修人员，我们平常就应该熟练掌握这几个系统的工作原理、信号流程等基本知识，以及这几个系统之间的相互联系，信号走向，才能在排故、维修中做到心中有数，有的放矢。
图1 雷达系统框图
2 天气雷达回波变弱产生的原因及处理方式
根据雷达射频信号的工作流程可知雷达系统回波偏弱与多个分系统有关。
2.1 发射系统
天气雷达的发射功率会影响回波信号的强度。
发射系统中功率放大器的损坏，调制器高压不够时，均会导致回波偏弱。
通常通过监测发射系统监控表盘指数、测试调制波形、测试检波包络和测试功率来判断和排除发射系统故障点。
检查发射功率是否明显降低，检查发射电压电流表显示是否有明显变化。
发射功率明显降低检查检波包络，电压电流表显著变化检查调制器。
2.2 接收系统
接收系统通道内电缆或器件的损坏，会影响回波信号的强度。
接收机中的馈线、放电保护器、高频放大器、中频放大器、混频器等损坏或老化，可导致接收机噪声变大，影响接收机的信噪比，进而使接收回波信号变弱。
可通过关闭高压，在终端点击“标校检查”，或用信号源引一固定测试信号从场放后开始逐一排查器件和电缆，直到找到损坏器件。
2.3 馈线系统
天气雷达馈线系统采用波导传输，波导的损耗过大，将会影响回波信号的接收。
馈线系统有冷凝水，波导扭曲或有打火现象，方位和俯仰关节损坏，放电管等损坏，都会使得雷达回波减弱。
一般采用太阳法来检验馈线系统是否正常，即在晴朗天气下，当雷达回波显示有明显的太阳亮线时，则证明馈线系统正常。
2.4 伺服系统
伺服系统俯仰标定的准确性会影响回波的强弱。
如果标定的仰角比实际的仰角小，则会导致回波偏弱。
一般都是通过太阳标定法来标定俯仰和方位的角度。
3 案例分析
3.1故障现象
天气雷达回波明显变弱。
3.2故障分析
雷达回波明显变弱，首先应该从以下几方面考虑：（1）从信号处理器出来的激励脉冲是否正常；（2）接收系统的通道电缆或器件是否损坏；
（3）发射机的状态及输出功率是否有明显变化；
（4）馈线系统是否有冷凝水或损坏；
（5）终端软件标校是否有错误。
3.3维修方法
回波变弱具体检查步骤及维修方法：
3.3.1 测试信号如变弱
（1）关闭高压，在终端点击“标校检查”，检查测试信号是否变弱。
如果变弱，一般情况下是“场放”损坏了，需要更换“场放”和“放电管”（“场放”损坏一般情况下均是“放电管”损坏导致）。
（2）如果更换“场放”故障还未排除，则需检查接收通道器件。
通过“信号源”引一个固定测试信号，从“场放”后开始逐一排查各器件和电缆，直到找到损坏的器件为止。
3.3.2测试信号如正常
（1）检查发射功率是否明显降低，检查发射电压电流表的显示是否有明显的变化。
（2）发射功率明显降低检查检波包络，电压电流表显著变化检查调制器。
检波包络与发射调制波形之间的关系，如图2所示，
图2检波包络与发射调制波形之间的关系图3 信号流程图
（二）属正常情况，（一）和（三）需进入信号处理器改变脉冲的延迟时间。
激励脉冲不正常，则需检查信号处理器；激励脉冲正常，则需检查频综输出。
频综输出激励信号不正常，检查频综输入电源（+5V,+12V）。
若电源不正常，需更换；若电源正常，需更换频综。
脉冲功放输出不正常，需检查功放电源及功放前后的衰减器，若都正常，则需更换功放。
3.3.3、测试信号正常，发射机也正常
（1）检查馈线
如图3所示。
馈线内的空气含有水分，室内外较大的温差，会使得馈线内形成冷凝水，附着在波导内壁吸收电磁波，严重时会导致回波全无。
（2）检查仰角标校是否正确
我们判断回波是否偏弱一般是根据固定的地物回波来判定的。
当我们标定的仰角比正确的仰角偏大时，地物回波就会偏弱。
反之，如果标定的仰角比正确的仰角偏小时，我们看到的回波会偏强。
4、结论
随着雷达技术的不断发展，新一代性能强大的天气雷达的不断涌现，使得天气雷达在我们的工作和生活中必将发挥越来越重要的作用。
只有全面地了解雷达的基本知识、工作原理，熟练掌握雷达回波的信号流程走向，才能在遇到雷达回波故障时，快速地找到故障点，及时排除故障。
这就要求我们在日常的工作中，勤于思考，勤于总结，不断提高自己的维修技能。
同时，我们还要加强雷达的日常维护工作，按时、认真地做好雷达的日维护、周维护、月维护及年维护，降低雷达故障率，确保雷达正常、高效、稳定地工作。
参考文献：
[1]左飞.714C波段气象雷达无回波故障解析[J].科技情报开发与经济，2011（22）：156-158.
[2]郑迎宾，黄飞翔.天气雷达回波弱的分析研究[J].电子世界，2017（09）：67.
作者简介：周建宇（1973-），男，汉族，山西省朔州市，大学本科，工程师，从事研究方向：民航气象设备。