浅谈开江TWP3-M边界层风廓线雷达工作原理及日常维护常见故障处理方法
气象雷达原理及故障维护
气象雷达原理及故障维护
气象雷达是一种通过回波信号来探查大气中降水和云的分布情况的仪器。
它能够实时
地监测大范围的天气情况，为气象部门提供重要的气象数据，帮助他们进行天气预报。
气象雷达的工作原理是利用雷达波束发射器发射微波信号，当信号遇到大气中的降水
或云等物体时，部分信号会被散射回来，然后雷达接收器接收这些散射回来的信号。
通过
分析回波信号的强度、频率、时间延迟等参数，气象雷达可以确定目标物体的位置、形状、速度和强度等信息。
气象雷达的故障维护主要包括以下几个方面：
1. 雷达系统维护：定期检查和维护雷达系统的机械部分，包括雷达天线、发射器、
接收器和信号处理设备等。
保持天线的机械稳定性和指向精度，保证发射和接收设备的正
常工作，及时更换损坏的部件。
2. 天线校准：定期进行雷达天线的校准，保证雷达系统的准确度和可靠性。
校准包
括天线方向校准和天线增益校准等，可以通过测量标准回波信号来进行。
3. 信号质量监测：监测雷达系统的信号质量，包括信噪比、动态范围和灵敏度等。
通过定期检查和测试，及时发现信号质量下降或异常的问题，以便进行维修和调整。
4. 数据处理和显示设备维护：对于气象雷达系统的数据处理和显示设备，需要定期
进行检查和维护，保证其正常工作。
包括检查雷达数据的准确性和完整性，及时清除存储
设备中的过期数据等。
5. 防雷措施：由于气象雷达工作在室外，容易受到雷击的影响，因此需要进行防雷
措施的维护。
包括检查和维护雷达系统的接地设施和避雷器，确保其正常工作，降低雷击
的危险性。
气象雷达原理及故障维护
气象雷达原理及故障维护气象雷达是一种用来探测大气中降水和颗粒物的仪器，它可以通过发送和接收雷达波来获取目标物体的位置和速度等信息。
气象雷达不仅对气象预报和天气监测有着重要的作用，同时也为灾害预警和空中交通提供了重要的支持。
气象雷达的运行状态对于保障社会生活和生产的稳定具有重要意义。
本文就将介绍气象雷达的工作原理以及常见的故障维护方法。
一、气象雷达的工作原理气象雷达的工作原理主要是利用雷达波与目标物件的相互作用来实现探测和测距。
具体来说，气象雷达会产生一束高频雷达波，然后通过天线发送到大气中。
当这些雷达波碰到降水或者颗粒物时，部分的波会被散射回来，然后由天线接收并转换成信号。
通过分析接收到的信号，可以确定目标物体的位置、数量、速度等信息。
在大气雷达的干涉探测领域中，对大气风场的定量观测以及重要的降水要素的诊断都离不开气象雷达的工作原理。
气象雷达通过测量回波的强度和时延，可以得到不同粒子的径向分布、速度和大小，从而实现对降水的定量观测。
气象雷达的工作原理还可以帮助人们了解天气状况，从而为预警和预报工作提供准确的数据支持。
二、气象雷达的故障维护虽然气象雷达在天气预报和监测中具有重要作用，但是在长时间使用过程中也会出现一些故障，如信号衰减、天线损坏、设备老化等。
对气象雷达进行定期的维护和检查就显得尤为重要。
以下是常见的气象雷达故障及相应的维护方法：1. 信号衰减信号衰减是指雷达信号在传输过程中逐渐减弱的现象，这会导致探测精度下降。
信号衰减的原因可能是天线驻波比过高、接收机增益不足、传输线路不良等。
为了减少信号衰减，可以定期对天线、接收机和传输线路进行检查和维护，确保其正常工作和良好的状态。
2. 天线损坏天线是气象雷达的核心部件之一，如果天线出现了损坏会直接影响到雷达的正常工作。
天线损坏的表现可能是天线方向偏离、发射功率下降等。
在发现天线损坏时，需要及时更换或修复天线，以保障雷达的正常运行。
3. 设备老化设备老化是指由于长时间使用或者环境因素导致雷达设备出现老化现象，如部件磨损、连接松动等。
气象雷达原理及故障维护
气象雷达原理及故障维护气象雷达是一种用于探测大气中降水粒子的设备，通过反射和吸收微波信号来获取降水的信息。
它可以实时监测降水的位置、强度和移动路径，是气象预报和灾害预警的重要工具。
本文将介绍气象雷达的原理及其常见故障维护。
一、气象雷达原理气象雷达利用微波信号与降水粒子的相互作用来实现降水的探测。
当微波信号遇到降水粒子时，会发生反射、散射和吸收等现象，而这些现象会影响微波信号的强度和方向。
通过分析这些信号的变化，可以确定降水的位置、强度和类型。
气象雷达主要通过以下几个步骤来实现降水的探测：1. 发射微波信号：气象雷达会向大气中发射一束微波信号，这些信号会向四面八方传播。
2. 接收反射信号：当微波信号遇到降水粒子时，部分信号会被反射回来，而这些反射信号会被气象雷达接收。
3. 分析反射信号：气象雷达会对接收到的反射信号进行分析，包括信号的强度、方向和频率等。
通过这些信息，可以确定降水的位置、强度和类型。
4. 生成雷达图像：根据分析得到的信息，气象雷达会生成对应的雷达图像，用于显示降水的位置和强度。
气象雷达的原理虽然看似简单，但实际上涉及到大量的物理和信号处理知识。
在实际使用中还会面临一些故障和维护的挑战。
二、气象雷达常见故障气象雷达在长期使用中，可能会出现各种故障，常见的故障包括：1. 设备故障：包括天线故障、发射机故障、接收机故障等，这些故障会导致气象雷达无法正常发射和接收微波信号。
2. 信号干扰：由于大气条件的变化和外部干扰等原因，可能会导致气象雷达接收到错误的信号，从而影响降水的探测结果。
3. 数据传输故障：气象雷达需要将探测到的数据传输到气象预报中心，如果数据传输出现故障，会导致无法及时获取降水信息。
4. 功率不足：如果气象雷达的发射功率不足，可能会导致探测距离不足或者探测精度下降。
这些故障不仅会影响气象雷达的正常工作，也有可能导致气象预测和灾害预警的准确性。
及时发现和排除这些故障是非常重要的。
新一代天气雷达的常见故障处理及日常维护
新一代天气雷达的常见故障处理及日常维护摘要：随着现代气象业务的不断发展，我国新一代天气雷达站网已全面建成，新一代天气雷达观测资料的应用，对不断提高天气预报服务能力和提高灾害性气象服务水平都具有十分重要的意义。
根据综合气象观测系统运行监控平台（ASOM）的业务应用，分析了影响新一代天气雷达的常见故障，结合新一代多普勒天气雷达观测工作的实践经验，总结得出其故障处理方法，可有效提高新一代天气雷达观测的质量。
关键词：新一代天气雷达；常见故障；维修处理；日常维护引言：新一代天气雷达对中小尺度风暴、冰雹、暴雨、强对流天气等灾害性具有实时监测的能力，生成各种气象产品数据可通过网络实现数据传输，雷达系统具有高性能的探测、信号处理、图像显示及传输能力。
随着对新一代天气雷达资料业务应用需求的日益增长及新一代天气雷达所提供产品的日趋完善，对新一代天气雷达的业务运行质量的要求越来越高。
1、新一代天气雷达常见的故障分析当前新一代多普勒天气雷达所出现的故障可以分为两种类型：硬件故障与软件故障。
硬件故障主要是指雷达系统中由于各个部件所引起的故障，软件故障则是指由雷达终端系统监控软件、雷达产品显示软件（PUP）、雷达产品生成软件（RPG）以及计算机系统造成的故障。
1.1发射机、接收机与信号处理器连锁故障分析当监控终端出现"无回波"情况的时候，如果没有任何的警报，但是发射机不能加高压，这个时候可以在本控与手动状态下进行测试，如果本控状态下发射机能够正常加高压，就可以判断出故障发生在信号处理器上。
如果接收机没有任何警报，发射机调制工作处于正常状态，但是回波信号或者回波面积减小，发射机警报显示"功率测试设备故障"或者"反射率定标超限警报"，并且发射机功率明显减小，这时应对发射机固态激励器输入高频信号的功率，若出现异常，则为接收机频综故障造成无射激励信号输出功率偏校1.2伺服系统、天馈系统、DAU与信号处理器连锁故障分析当雷达出现"天线角码信号异常，天线停止转动"的情况时，首先应在模拟天线状态下运行RDASC程序，如果天线恢复转动，则信号处理器正常；再通过RDASOT软件进行天线待机/工作（使能）命令的测试，若使能控制出现异常，而伺服系统加电正常，则是DAU故障，若使能、伺服系统加电控制正常，并且串口通信正常，则为伺服系统故障。
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。
气象雷达原理及故障维护
气象雷达原理及故障维护摘要：气象雷达是雷达领域的一个重要分支。
主要由收发机、波导系统、天线驱动组件、天线、控制面板和显示装置组成。
随着现代航空事业的快速发展，气象雷达在现代航空飞行器中扮演着非常重要的辅助角色，保证飞行安全。
它是现代中国所有类型飞机不可缺少的航空电子设备。
本文主要研究了气象雷达原理及故障维护。
关键词：气象雷达；原理；故障维护前言航空业日新月异的发展，气象雷达在现代航空飞机保障安全飞行发挥着非常重要的辅助作用，是现代我国航空各种类型飞机不可或缺的航空电子设备。
随着夏季的到来，飞机在飞行过程中，对气象雷达的使用会变得更加的频繁，由于夏季作为一年中的雷雨多发季节，雷雨对飞行的危害之大，雷击和颠簸伤人已经被列为《民用航空器事故征候标准》中的一般事故征候。
夏季大气里蕴藏着非常大的不稳定能量和丰量的水气，假设在在一定的作用下便会形成雷雨天气，在这样条件下形成的天气，就会有非常强的升降气流、结冰、积冰、闪电、大气湍流与急流、低空风切变等气候，有时还有“闪电”、“冰雹”、“强降雨”等灾害性天气，给飞行安全构成严重威胁。
航空气象学把雷雨天气分成了“热雷雨”、“地形雷雨”与“锋面雷雨”这三种类型。
我国民航公布航空运输事故征候里，其中是雷雨天气造成的事故占很大一部分。
而造成这些事故的发生，更多的是机组应对雷雨危害的飞行安全风险防范措施不全不到位，气象雷达使用不当造成的。
1气象雷达认识气象雷达是雷达领域中的一个非常重要分支，其组成部件主要由收发机、波导系统、天线驱动组件、天线、控制面板和显示器等设备。
气象雷达应用范围非常广，可以应用于天气预报、能源、农业和交通等各种领域。
在民航系统里用的气象雷达主要是机载气象雷达系统，该系统能够检测雷雨等天气情况，还可以探测低空风切变、湍流等危险目标，便于民航提前做好预警任务。
该气象雷达工作方式主要是探测降雨水滴的大小以及数量以此确定前方天气的情况，如果水滴变得大、越来越密集，就会在雷达上的反射回波变得更强。
气象雷达原理及故障维护
气象雷达原理及故障维护气象雷达是一种用于探测大气中降水、云层和风暴的仪器，是现代气象预报和天气研究的重要工具。
气象雷达原理及故障维护是气象工作者需要了解和掌握的重要知识，下面将对气象雷达的原理及故障维护进行详细介绍。
气象雷达是利用电磁波与大气中的云层和降水发生反射和散射的原理来探测大气中的天气现象。
气象雷达工作时，向大气中发射一束短脉冲的微波电磁波，然后接收经云层和降水后反射回来的电磁波，并根据回波信号的强度和时间延迟来确定目标的位置和特征。
气象雷达的主要原理包括：发射原理、接收原理和信号处理原理。
发射原理是指雷达向大气中发射电磁波的过程，通过天线将电磁波辐射到大气中；接收原理是指雷达接收经云层和降水反射回来的电磁波信号，然后通过天线接收回波信号；信号处理原理是指通过对接收到的回波信号进行分析和处理，得出目标的位置、距离和强度等信息。
1.日常检查气象雷达的日常检查主要包括外观检查、电气连接检查和天线系统检查。
外观检查主要是检查雷达设备的外部外壳和连接线是否完好，是否有损坏或变形现象；电气连接检查主要是检查雷达设备的电源连接和信号连接是否良好，是否有松动或接触不良现象；天线系统检查主要是检查雷达的天线系统是否存在杂散射和天线调谐是否正常。
2.性能检查气象雷达的性能检查主要是通过专用的雷达检测仪器对雷达设备进行全面的性能检测，主要检查雷达设备的发射功率、接收灵敏度、目标识别能力和设备稳定性等指标是否符合标准要求。
3.故障排除如果气象雷达设备出现故障，需要及时进行故障排除。
常见的故障包括发射系统故障、接收系统故障和信号处理系统故障等。
发射系统故障主要表现为发射功率不稳定或无法发射，可以通过检查发射天线和发射机等部件来排除故障；接收系统故障主要表现为接收灵敏度下降或无法接收回波信号，可以通过检查接收天线和接收机等部件来排除故障；信号处理系统故障主要表现为回波信号处理不正确或无法正常显示目标信息，可以通过检查信号处理系统和显示设备等部件来排除故障。
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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浅谈开江 TWP3-M边界层风廓线雷达工
作原理及日常维护常见故障处理方法
摘要:本文重点介绍了风廓线雷达的概念、种类划分、工作原理与机制，重
点阐述了 TWP3-M型边界层风廓线雷达系统组成，介绍其技术的先进性，归纳总结了该型雷达日常维护中常见故障的解决方法。
关键词:TWP3-M型边界层风廓线雷达；工作原理；日常维护；故障处理
1 引言
风廓线雷达(wind profiler)又叫风廓线仪，包括边界层、对流层以及可移
动风廓线雷达等系列产品, 具有自动化程度高、观测频次多以及运行成本低等优势，在气象、航天及全球气候变化研究等方面有着较为广泛的用途，可以加强监
测灾害性天气，同时还能提高数值天气预报模式的质量。
本文主要针对位于四川
省达州市开江县气象局观测站内（东经E107°51′00″，北纬31°06′00″）
边界层风廓线雷达，其海拔高度为467.5米。
边界层风廓线雷达十分有利于大气
边界层空气质量、中小尺度天气系统的识别, 尤其在严重影响飞行的低空风切变、下击暴流等方面, 目前尚无更好的替代探测产品。
2 风廓线雷达探测原理
风廓线雷达为遥感设备，利用大气湍流对电磁波的散射作用对大气风场等物
理量进行探测，该装备的先进性在于运用微波遥感探测原理实现自动化大气探测。
2.1风廓线雷达种类划分
风廓线雷达按照天线制式的不同可分为两种:一种采用抛物面天线，另一种
则采用相控阵天线（开江县风廓线雷达就为此类型），适用于探测各种高度，是
目前普遍采用的技术体制。
近几年研制出抛物面天线的风廓线雷达，受发射功率
等技术条件的限制，探测高度仅限于边界层。
2.2风廓线雷达系统组成
风廓线雷达由方舱、天线系统、发射/接收/控制机柜、产品显示及远程控制
计算机、配电系统、系统电缆及附件等组成。
3 风廓线雷达日常维护
日常开机时，应仔细查看雷达是否有异常
现象，检查电讯和机械是否有
漏水和松动问题，同时加强雷
达的日常巡检，在合适期间内
维护。
通常情况下计算机每三
天维护一次，根据开江县实际
情况应当每日进行维护，通常
值守业务人员都会对观测站进行日常巡查，在每日巡查过程中会对风廓线雷达计算机进行重启，以免在值守班
过程中因计算机原因导致风廓线雷达数据无法正常采集、传输。
3.1 风廓线雷达室外设备日常维护
日常对风廓线雷达室外设备进行维护时，要注意检查雷达设备间的外部情况，如雷达的天线、天线支承座、天线馈线系统以及屏蔽网，及时给裸露在外的金属
上油，以免氧化锈蚀情况出现，影响雷达的正常运转。
检查天线罩的外部有无破损，功能是否完好；设备间、支架、屏蔽网有无磨损现象，螺栓有无松动，及时
拧紧；检查天线下方的发射机柜和TR机柜的电缆有无松动，要确保连接完好，
及时拧紧松开电缆接头，避免因线路问题导致风廓线雷达数据的完整性。
3.2风廓线雷达室内设备日常维护
风廓线雷达室内设备维护工作主要有：检查室内设备，设备电缆连接是否完好，再就是对设备进行及时清洁。
如果雷达的配电箱、设备主机及UPS等设备上
的灰尘、泥土或是其他污物的，可以用比例无腐蚀的清洁剂、半湿润的棉布进行
擦拭后再用干净的棉布进行擦拭。
对于显示器、鼠标和键盘等部件的清洁方法，
可以参照计算机手册中的指导方法进行清洁。
检查雷达工控机和显示器、调制器、IF和接口单元、供电单元、UPS部件的电缆连接有无松动或其他异常情况，松动
的要及时紧固到位。
3.3风廓线雷达天线日常维护
风廓线雷达天线的日常维护工作主要有：肉眼观察天线底部的发射机柜、TR
机柜、天线平板和天线阵馈线有无异常情况，功能是否完好，电压是否稳定。
检
查发射机柜和TR机柜上是否有灰尘、泥土或是蜘蛛网，为避免损失设备，可用
软毛刷进行清除；肉眼检查TR与天线、发射与天线之间的电缆有无松动的现象，及时拧紧松动的设备。
查看TR和发射的冷却风机功能是否完好，运行是否正常。
3.4日常维护注意事项
当值班人员对本站风廓线雷达进行日常维护时，应当停止风廓线雷达的运行，切断AC和雷达设备之间的供电。
需注意的是雷达天线罩容易破损，考虑维护人
员的自身安全以及天线罩易损等情况考虑，在维护雷达时，不得爬上天线罩进行
维护。
4 常见故障及其处理方法
在实际工作中，业务人员经常遇到因电源故障（农网电压不稳定）、网络故障、数据采集时间与计算机时间不一致、发射机温度过高等原因均容易造成风廓
线雷达电源自保护装置自动跳闸，从而导致风廓线雷达不工作，电脑卡死，数据
无法正常上传，资料无法正常使用。
通常遇到这种情况，首先是检查电源是否正常，然后再重启计算机，检查雷达工作状态是否正常，其次再检查网络是否通畅，最后在四川省业务内网监控平台查询数据是否上传成功。
5 结语
随着现在科技的不断进步，预报精准要求越来越高，天气形势却依然严峻复杂，风廓线雷达资料为预报预警服务提供了非常重要的依据，了解TWP3-M边界
层风廓线雷达的工作原理及日常维护工作尤为重要，而实际维护工作更是日常值
班人员的重点工作。
参考文献：
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[7]秭归风廓线雷达日常维护及其注意事项分析［A］绿色科技 2019（10）
-0270-03
作者简介：陈莉松（1991.11）男，汉族，四川省，本科学历，职称：助工，从事农业气象。