X波段双偏振气象天气雷达故障分析
714XDP型车载天气雷达野外观测注意事项及常见故障初探
５ 结 论
翻 斗式 雨量 传 感器 常见 故 障有 ： 于 簧管 失灵 、 接
杂物 堵 塞 、 信 号 线 中断 等现 象 ， 其中， 杂 物 州站 规定 ， 无 论是 否有 降 水 ， 每班 都要 检查 雨 量传 感 线 点松 动 、 但 只要 平 时注 意加 强维 护 ． 就 会 器 ，若 赶 上 风 沙 天 气 ，或 降 水 前 增 加 检 查 次 数 ， 堵塞 是 最常 见现 象 ， ２ ０ １ ３ －２ ０ １ ４年 的两 年 内未 出 现仪 器 堵 塞 和节 点 松 使故 障 避免或 减少 。
动 现象 。
维 护 雨 量 传 感 器 时尽 量 选 择 无 风 或 风 小 的 时
若 因维 护仪 器产 生 降水 数据 ， 需 在 下一 正点 前对 由于维 护 雨量 传感 器 时易造 成 翻斗 翻转 误 传 降 间 ，
确 保 降水数 据准 确 。 水 数据 现象 ， 所 以在 打 开传 感器 外 筒前 ， 首 先将 采集 时降水 量进 行删 除并 质控 ， 器 内 雨量 传感 器插 头 拔 下 ， 即便 如此 ， 因信 号 干扰 ， 有 时也 会 出现 无 降水有 记 录 的情况 ，建 议 在维 护雨 １ ］中 国气 象局 ． 地 面气 象 观 测 规 范［ Ｍ】 ． 北京： 气象 出 量传 感 器时 ， 尽 量选 择无 风 或风 速较 小 的时 振技 术 ， 可 以识 别 云和 降水
者 的 有力 工 具 ， 其 具 有操 作 简 易 ， 架设迅速 ， 能够 迅
速捕 捉 到突 发 的气象 时 间 ，可广 泛应 用 于各 种探 测 ２ ７ １ ４ ＸＤ Ｐ天气 雷达概 况
，
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。
一次罕见超级单体风暴的X波段双偏振雷达特征分析
一次罕见超级单体风暴的X波段双偏振雷达特征分析一次罕见超级单体风暴的X波段双偏振雷达特征分析摘要：本文通过对一次罕见超级单体风暴的X波段双偏振雷达特征进行深入分析，探讨了风暴中不同类型天气现象的形成机制和变化规律。
研究结果表明，双偏振雷达在高时空分辨率下获得了风暴中多种天气现象的细节信息，为天气预报和灾害防范提供了重要依据。
1. 引言超级单体风暴是一种极端天气现象，常伴有强降雨、冰雹、强风等极端天气现象，对人类和社会造成了巨大威胁。
传统的气象观测手段对于了解和预测超级单体风暴的演变规律和内部结构存在一定的局限性。
而X波段双偏振雷达作为一种新型的天气观测仪器，具备高时空分辨率、多参数的特点，在监测和分析超级单体风暴中具有重要应用价值。
2. 数值模拟实验为了更好地理解超级单体风暴的形成机制和变化规律，本研究采用数值模拟实验的方法，利用WRF模式模拟了一次罕见超级单体风暴，并进行了模拟结果的验证。
通过与实际观测数据的对比，验证了模拟结果的准确性和可靠性。
3. 超级单体风暴的雷达特征通过分析双偏振雷达数据，我们可以观测到超级单体风暴中多种天气现象的细节信息。
首先，对比了不同类型天气现象在双偏振雷达上的反射率特征，并提出了相应的判别算法。
其次，通过分析双偏振雷达中的差分反射率（Zdr）数据，可以推测降雨中的液态和固态相态情况，进而判断冰雹可能的形成。
此外，双偏振雷达中的差分相移（Kdp）数据还可以揭示降雨粒子的非球形性和大小，从而评估降雨的强度和类型。
4. 超级单体风暴的形成机制和演变规律通过对双偏振雷达数据的分析，我们可以探讨了超级单体风暴的形成机制和演变规律。
首先，超级单体风暴的形成离不开热力和动力因素的共同作用，气流的上升和下沉形成了强烈的对流活动。
其次，超级单体风暴的演变规律与降水、风场和温度场的变化密切相关，其中降水是最主要的演变因素。
5. 应用前景与展望双偏振雷达作为一种新兴的天气观测手段，具有较高的应用前景。
X波段全固态双偏振多普勒天气雷达支线机场应用及分析
X波段全固态双偏振多普勒天气雷达支线机场应用及分析作者：康晓华周文杰陈昶来源：《西部论丛》2017年第02期摘要：本文以在陕西省榆林榆阳机场试验验证的X波段全固态双偏振多普勒天气雷达为例，论述了工作原理，分析了双偏振探测效果，对比了不同天气条件下的雷达产品，通过典型的天气过程分析该型雷达产品对榆林机场航空气象服务的支持能力，对全国其它支线机场的航空气象服务具有借鉴意义。
关键词：X波段双偏振试验验证航空气象服务引语X波段全固态双偏振多普勒天气雷达，具备多普勒天气雷达的功能，获取回波的强度、相位信息之外，还具备获取了回波的偏振（极化）信息，通常有如下几种双偏振参数：差分反射率因子，差分传播相位常数，线性退偏振比，相关系数。
此外，它还具有全固态的优势，故障率低、体积小、轻便、易安装、易维护等特点。
中国民航局于2012年下发的《民用机场多普勒天气雷达系统技术规范》中关于天气雷达频率的种类增加了X波段，旨在满足不同类型的机场的需要。
近几年，中国民用航空运输机场中也开始逐步应用X波段天气雷达，例如呼伦贝尔东山国际机场、祁连机场等。
因此，研究X波段双偏振多普勒天气雷达在支线机场的应用具有重要意义。
双偏振天气雷达经过多年的研究应用，技术已日趋成熟，国内生产厂家较多，如中电14所、中电38所、航天二院23所、成都锦江784厂等均有不同型号、不同波段的双偏振天气雷达。
1 基本原理本文所涉及的X波段雙偏振多普勒天气雷达是航天二院23所研制的WR-X100型，属于单发双收偏振天气雷达，发射机采用全固态体制，其系统组成框图如图1所示：雷达发射机根据系统的工作时序，产生高功率的脉冲信号，经过波导、极化开关、环行器、耦合器和正交模耦合器到达馈源，根据极化开关控制状态以水平或垂直极化方式由天线辐射出去。
天线辐射出去的电磁波遇到云、雨等气象目标，产生后向散射，成为气象目标的回波信号。
经天线接收到的回波信号通过正交模耦合器后分为两路，一路经环行器、保护开关、耦合器，送往接收机的水平极化接收通道；另一路经环行器、保护开关、耦合器，进入接收机的垂直极化接收通道。
气象雷达故障定位分析
气象雷达故障定位分析摘要：本文主要介绍了某型号气象雷达开机后出现“雷达通电后不工作，无自检画面”的故障现象，出现故障现象后，操作人员对雷达多次进行通电、断电操作，雷达均不能正常工作，切换到自检模式，综显系统无自检画面显示。
关键词：故障定位分析雷达1问题定位雷达整机由收发机、阵列天线和天线驱动器构成。
收发机由电源模块、接口处理模块、X波段集成收发模块和信号处理模块组成；阵列天线属于纯结构件，其损伤或损毁只会影响雷达的收发功能和性能指标，不会导致上述故障；X波段集成收发模块通过接口处理模块接收信号处理模块的指令，根据指令完成雷达的收发功能，会造成雷达在工作模式下的功能和性能异常，不会导致上述故障；天线驱动器通过接口处理模块从信号处理模块接收控制指令和发送反馈信息，会造成雷达方位和俯仰扫描功能故障，不会导致上述故障。
因此气象成像雷达通电后不工作故障可能由接口处理模块故障、电源故障或信号处理模块故障引起。
故障检测和排查如下：1）电源故障电源故障会造成雷达供电不正常，引发雷达通电后不工作，无自检画面故障。
雷达整机的供电通过外部输入的28V电源转换为雷达各分机和模块工作所需的电源电压。
使用三用表对电源模块输出电压进行测量。
测试结果表明各电源模块输出的电压满足要求，因此，雷达电源功能正常。
2）接口处理模块故障雷达通过ARINC429总线接收综显系统指令，通过ARINC453总线向综显系统发送数据，接口处理模块ARINC429电平转换芯片工作不正常会导致雷达无法接收综显系统指令，从而无法根据指令做出响应，ARINC453电平转换芯片工作不正常会导致雷达数据无法发送到综显系统或将错误的数据发送给综显系统。
使用三用表对接口处理模块上的电源进行测量，测量结果正常，排除接口处理模块上电平转换芯片的问题。
由于雷达通电后不工作的故障可能由接口处理模块故障和其他模块联合作用引起，因此在本项测试完成后，继续使用该接口处理模块完成后续测试。
气象雷达常见故障分析
气象雷达常见故障分析
气象雷达是一种能够探测大气中空间分布、形态和速度的重要气象探测仪器，它对于天气预报、气象灾害监测和预警等方面都起着至关重要的作用。
气象雷达也会出现各种故障，影响到其正常工作。
本文将针对气象雷达常见的故障进行分析，并提出相应的解决方法。
1. 接收信号弱
气象雷达在检测大气情况时需要接收回波信号，但有时接收信号会出现弱的情况。
造成接收信号弱的原因可能有：可能是接收天线或发射天线的故障，检查天线的接线是否良好，天线是否受损是解决此问题的必要步骤；可能是接收机或信号处理系统的故障，需要检查接收机和信号处理系统的工作状态；也有可能是接收链路中出现了其他的干扰或损耗。
针对接收信号弱的故障，可以进行以下解决方法：及时对天线进行检查和维护，保证天线的正常工作状态；定期对接收机和信号处理系统进行检查和维护，保持其良好的工作状态；及时找出并排除接收链路中的其他干扰或损耗。
2. 图像质量差
3. 信号漂移
4. 电源故障
气象雷达工作时需要稳定的电源供应，但有时可能会出现电源故障。
造成电源故障的原因可能有：可能是电源线路的故障，需要检查电源线路是否良好；可能是雷达设备中的电源模块故障，需要检查电源模块的工作状态。
气象雷达在工作中常见的故障有接收信号弱、图像质量差、信号漂移和电源故障等。
这些故障可能会影响到气象雷达的正常工作，需要及时找出并解决。
针对不同的故障，可以采取相应的解决方法，保证气象雷达能够稳定地工作，为气象预报和灾害监测提供可靠的数据支持。
气象雷达常见故障分析
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。
关于天气雷达的用途维护以及故障分析
调查与发现区域治理气象天气雷达实现了对高空探测数据一系列的采集、监测及集成的自动化操作，为提升高空探测质量打下了坚实的基础。
青海格尔木、都兰雷达站建成投用，为格尔木市气象预报、防灾减灾，特别是重大灾害性天气提供更加全面、及时、准确气象基本数据。
为充分发挥雷达的性能，延长雷达使用寿命，现把实际工作中遇到的雷达故障现象分析，将故障个例和解决方法列举出来，以供维修人员参考。
一、天气雷达建设及应用2017年6月中国气象局出台《气象雷达发展专项规划（2017-2020年）》（以下简称《规划》），提出健全完善现有天气雷达观测系统，兼顾重点领域需求，强化标准，提升效益，充分用好现有雷达设备，处理好建设、维持与效益关系，提高雷达观测准确率、时效性和系统稳定性，充分发挥应用效益，同时逐步推广应用成熟的气象雷达新技术，初步形成适应需求、功能完善、技术先进、保障有力，集观测、应用和共享为一体中国气象雷达体系。
截至2016年底，全国已经完成233部新一代天气雷达建设；中国气象局统筹建设的X波段天气雷达共有42部，由地方自主建设的X波段天气雷达约200部；完成3部天气雷达的双偏振升级改造；共有69部风廓线雷达投入组网运行；天气雷达近地面1公里覆盖范围约220万平方公里。
天气雷达投入使用对天气监测、防灾减灾、灾害天气预警、防扑火及航空安全都发挥着至关重要作用，是提高地方公共气象服务能力重要载体。
二、天气雷达日常故障分析处理①格尔木、都兰站刚建成后遇到最普遍故障就是伺服故障：停机后天线自动掉到-6度卡死,一开机伺服报警。
故障分析：出现故障后，伺服系统终端会显示数据超过90°现象，通常有以下几种情况：1.限位开关坏2.系统程序有问题3.轴角板故障解决方法：天线偏位或R/D板更换等都可能引起伺服系统异常，首先检查天线所处位置，依照正常标校顺序对其标校，如果标校后仰角仍不正常，或在0～90°内来回运行，说明后端故障。
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X波段双偏振多普勒天气雷达故障分析
XX
摘要：通过X波段双偏振多普勒天气雷达接收机故障的分析，提出相应的故障排除方法。
关键词：多普勒双偏振天气雷达、接收机故障、故障排除方法
1 引言
多普勒双偏振天气雷达用来测量一定范围内的气象目标，并根据回波信号来分析目标的强度以及平均径向速度，警戒强对流恶劣天气，从而预测天气。
多普勒双偏振天气雷达由天馈分系统、发射分系统、接收分系统、终端处理等分系统组成。
系统本身非常复杂，因此可能出现的故障点比较多，维修的难度也比较大。
本文给出了接收机故障排除的详细过程，进而为雷达技术人员保障雷达提供一个参考。
2 工作原理
2.1接收机组成及其功能
如图1，接收机由接收通道、频率源、激励源、监控单元等组成。
接收机的主要功能是为发射分系统提供射频激励信号，同时对回波信号进行两次下变频，得到60MHz中频信号，数字中频接收机先对中频60MHz进行高速采样，采样后的数字信号经数字正交相干检波后得到I/Q信号，送到信号处理分系统。
接收分系统中的监控单元对接收分系统进行功率检测、故障采集。
图1接收机原理框图
2.2频率源原理
频率源综合运用了PLL锁相倍频、直接合成、PDRO等多种成熟技术。
同时各路信号耦合一部分，送给监控单元用来检测故障。
高稳定度的100MHz晶振信号作为基准源。
如图2，晶体振荡器产生高稳定、高纯频谱的100 MHz信号送往基准单元，经过倍频、分频和滤波选频等综合处理，产生多种频率的信号源，包括DDS时钟信号（300MHz）、中频数字接收机时钟信号、基准时钟信号以及监控时钟信号（96MHz）和二本振信号。
一本振信号的产生过程：晶振100MHz进入PDRO倍频得到8100MHz。
二本振信号的产生过程：100MHz经过12次倍频、滤波放大、滤波，最后得到1200MHz。
时钟信号的产生过程：100MHz经过分频、滤波得到80MHz信号，再经过6
图2 频率源原理框图
3、故障分析
3.1故障现象
雷达接收分系统中的二本振故障灯报警，雷达无回波显示，并且激励信号比较小。
3.2故障分析
首先根据雷达接收分系统中的二本振故障灯报警，可以初步判断二本振信号可能出现问题，再根据雷达无回波且终端软件显示的激励功率异常，进一步分析频率源中的二本振信号出现故障，导致激励信号较小，发射功率不够，而且接收也无法进行下变频，所以终端看不到地物回波图，我们通过频谱分析仪来检测二本振信号的输出，从而排除接收机的故障。
3.2故障处理
3.2.1测试仪表功能设置
频谱分析仪Agilent E4440A是一种高性能频谱分析仪，其测试频段10KHz～20GHz。
频谱分析仪在使用之前，需要对其进行简答的设置，其具体步骤如下：
(1)中心频点（frequency）的设置；
(2)频宽（Span）的设置；
(3)幅度（Amplitude）的设置。
设置完成，就可以使用频谱分析仪对频率源的输出信号进行测量。
3.2.1接收机功能组件的测量
使用频谱分析仪测试二本振信号的输出功率为3.5dBm，其功率低于二本振信号的正常指标（≥10dBm）。
为了分析二本振电路何处出现问题，我们首先测试基准信号（100MHz）的输出功率，得到其功率为8.9dBm，判断晶振输出信号正常。
然后我们再使用频谱仪开口电缆点电路上的信号，得到过滤波器后第一级-3放大管无输出信号，三用表来检查电路的供电情况是否正常，检查发现-3的放大管，其供电电压为0V，而-3的放大管正常供电电压为3.2V。
检查发现是放大管的匹配电路中的电感损坏（如图2所示用红线标示），导致电路断开，使得放大管没有供电，进而导致二本振信号没有输出。
更换电感，重新供电，二本振信号功率正常（≥10dBm）。
为了进一步排除故障，我们对频率源的其他输出信号进行测试，结果都正常。
重新开启雷达整机，雷达正常工作，激励信号正常，有雷达回波显示，雷达故障排除。
图3 二本振电路实物图
4 总结
X波段双偏振多普勒天气雷达的故障是由于接收机的频率源中电感损坏导致的，使得-3的放大管不能正常工作，从而不能得到混频得到激励信号，最终雷达接收机无法收到回波信号。
从这次故障排除过程中。
我们了解到，接收机作为整机的一部分，其必然引起整机的不能正常工作。
这要求我们在以后的检修中，不要因为某个分机件不能正常工作，就立即对其更换，而是通过对系统的信号流
程和相关原理对故障进行排除，从而最终找出故障。
只要维护人员不断增强对雷达系统的认识，深入的了解雷达的工作流程，同时要不断的进行总结和交流，那么维护和保养雷达的工作也将不再困难。
参考文献
[1] 李强,刘永亮等.CINRAN/SB雷达接收机个例故障分析[J].广西气象技术装备中心，广西南宁530022
[2]…………。