【文章內容簡介】 大類；而高頻信號又以 L波段射頻信號為主要關注點。只有掌握了某一信號的流程，才能對相關聯(lián)的故障作出比較正確的判斷。 例如，回波信號的基本傳輸路徑是：由探空儀發(fā)射的射頻（高頻 1675MHz）信號經空間傳播到達雷達上下左右 4個天線反射體，經過饋源送到四路高頻同軸電纜，再經過調相器進入和差網絡合成為一路信號；這一路信號經前置高頻放大器 (為提高接收機靈敏度而設置 )、隔離器、環(huán)行器、主軸內外電纜和高頻旋轉關節(jié)、環(huán)行器到達高頻組件，在高頻組件中被轉換（下變頻）成為 30MHz中頻信號；此后，經過 T1電纜送達室內主控機箱的中放組件完成一系列中頻信號放大任務，再經過檢波放大為視頻脈沖，最終送往探空、測距、測角等相關單元進行分析處理。 控制信號則有多種類型，其正常與否的關鍵在于“能量供給”（即基本電源系統(tǒng)的工作電壓）。 L波段雷達常用的控制電壓有： +5VDC電壓，多用于微處理器、控制信號、時序產生電路等數(shù)字電路或指令控制電路的基本工作電壓； +15VDC電壓，是模擬放大器等相關電路的工作電壓，如高中頻通道、視頻信號放大器等；另外， 24VDC用于驅動器等的工作電壓，還有特殊需求的 AC～ 110V電壓用于自整角同步機勵磁電壓和軸角轉換模塊工作電壓等。電源出現(xiàn)問題往往是系統(tǒng)控制信號出現(xiàn)異常、進而導致各分系統(tǒng)之間配合失調（如天線驅動失控）等故障出現(xiàn)的重要原因，因此，檢測 +5VDC工作電壓輸出是否正常是分析、排除系統(tǒng)控制信號故障（天線機構動作異常）等問題的必須手段之一。 值得強調的是，一個維修維護人員是否真正理解和掌握了雷達的基本結構框圖、明晰了各個分系統(tǒng)之間的邏輯關系以及機械和電氣聯(lián)系，還要看他能否根據(jù)實踐需要來簡化結構框圖、聚焦問題的關鍵環(huán)節(jié)。 例如，雷達信號發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，大發(fā)射機發(fā)射脈沖 的輸出的基本路徑見圖 2。 圖 2 發(fā)射信號路徑圖 9 如果明了系統(tǒng)的基本結構，理解天饋系統(tǒng)“自上而下和自下而上是一通路”的基本原理，在實際應用中可以根據(jù)相應的結構部件對流程圖進行簡化（圖 3）。這樣一來，相應故障的診斷、檢測和定位思路就很清晰了。 圖 3 發(fā)射信號簡易路徑圖 科學判定故障部位 當設備出現(xiàn)問題時，不要盲目下定義，理清思路、采用正確的方法來逐步定位故障點非常重要。進行 故障定位檢修時首先應采用 直觀法 (直覺法） ，即用“眼看、手摸 、耳聽、鼻嗅”等直觀的方法來確定故障部位； 常用的故障定位檢修方法還有 孤立 （ 隔離）法 、 替代法、逐步測量法 等 。 根據(jù)故障現(xiàn)象，從其工作原理入手對現(xiàn)象原因作出科學的分析判斷，進而確定相關的功能模塊并繪制出檢查流程圖，然后采用由表及里、自下往上的方式逐一進行排查。遵循這一操作流程，將會顯著提高故障的定位效率和故障排除的成功率。 圖 4 L波段雷達系統(tǒng)結構功能故障排查簡圖 10 4 臺站疑難故障檢修實例 四條亮線兩兩不齊 故障現(xiàn)象 ：校正好的光電軸突然偏離很大，四亮線兩兩不齊。 分析與維修 ：雷達開機后，自 動跟蹤固定探空儀（放球前準備好的），發(fā)現(xiàn)四亮線兩兩不齊。到天線瞄準鏡看，發(fā)現(xiàn)校正好的光電軸突然偏離很大。用示波器檢查 116插板（天控板）“上”、“下”、“左”、“右”的程序方波，方波正常。關閉雷達，到天線座打開和差箱，發(fā)現(xiàn)箱內有積水。擦拭水干后，用電吹風把和差箱內的器件全部吹干。檢查并測量開關管上的二極管 VK105,沒發(fā)現(xiàn)二極管 VK105有損壞。找出漏水原因，用防水膠密封好。重新開機。雷達工作正常。利用晴天放球時間（放球 10分鐘后），重新校正光電軸的一致性，故障排除。 發(fā)射機故障分析與維修 故障 現(xiàn)象 ：按下“高壓”按鈕后，發(fā)射機電流表無指示，或一會兒后又掉回零，且自檢警示過壓短路。 分析與維修 ：造成高壓加不上電的原因有以下三方面： （ 1）測距板（ 113）沒有發(fā)射觸發(fā)脈沖； （ 2）終端板（ 114）是否有送出加發(fā)射高壓指令； （ 3）發(fā)射 /顯示板（ 112）本身是否工作正常。 根據(jù)這個思路，先用備份板（ 113； 114； 112）替換法，發(fā)現(xiàn)發(fā)射 /顯示（ 112）本身工作不正常。根據(jù) 112板的單元電路圖（ 9a），結合故障現(xiàn)象有過壓短路警示。調整好示波器，用示波器對（壞的 112板） 2XP1的第 12腳測量為低電平方波（下稱低電平）。根據(jù)電路圖，測得集成塊 D6第 18腳為低電平， D6第 2腳也是低電平；因 D3B是個與非門電路，根據(jù)與非門電路原理， D3B 第 4 腳為高電平， D3B 第 3腳應為低電平，但實際測得 D3B第 4腳為高電平， D3B第 3腳也是高電平，亦即集成塊 D4第 13腳為高電平。但測集成塊 D4第 2腳卻為低電平。這相互矛盾，根據(jù)集成 D4 為 74HCTLS77型號的原理可知，集成塊 D4第 13腳和第 2 腳的電位應一致（零伏）。換上好的 112 板測得集成塊 D4 第 13 腳為低電平， D4第 2腳也為低電平。故判斷集成塊 D4壞了， 更換集成塊 D4，故障解除。 方位變化小時讀數(shù)一直不變 故障現(xiàn)象 ： 目標移動變化慢時，雷達方位角讀數(shù)不隨之變化。 分析 ：在高空風比較小的季節(jié)，特別是在平流層的下層，雷達跟蹤氣球時，其方位角、仰角變化會很小。由于天線變化的傳動是由齒輪來完成的，當方位角、仰角變化很小時，齒輪的轉動速度就很慢，其移動的間距就很小，如果齒輪間的吻合不好，或者說它們之間留有空隙，此時，兩齒輪的傳動沒達到最佳狀態(tài)，就會造成雷達讀數(shù)沒有隨氣球的較小移動而改變，表現(xiàn)為讀數(shù)長時間不變化，此現(xiàn)象對方位角的影響尤其明顯。 維修的方法 是： 打開天線座，卸下同步方位齒輪，用一字螺絲起把上下兩個齒輪對齊，再用一根細銅線將其固定好。再將同步輪系按拆下前的位置裝上，擰上四個內六角螺絲，先不要擰得太緊。將雙片齒輪與同步齒輪靠緊，使兩齒輪間不要有間隙?？蓛扇伺浜希蝗隧斁o同步輪系，一人將內六角螺絲擰緊，注意上螺絲時應對角擰緊。將同步機軸夾板上的兩個螺絲擰緊，這時同步機軸應沒有大的竄動。此時，可以用尖嘴鉗將雙片齒輪上的那根銅線拆掉。注意拆時不要損傷齒輪，還要注意在銅線拆除之前，嚴禁轉動天線。同步輪系安裝完畢后，需對方位角度指示做粗精搭配檢查，最后再對方位重 新進行標定。 仰角驅動箱 E報警 故障現(xiàn)象 ：放球前雷達天線對準探空儀并將天控打為自控時，或施放后的某時刻開始，仰用驅動箱 E不斷報警，此時天線不自動跟蹤，或陡升、或劇降，“放球軟件”故障顯示為“仰角驅動模塊”故障，各電路插板顯示正常。反復重啟動驅動箱開關，故障現(xiàn)象時隱時現(xiàn)，檢查所有電纜插頭及插座未發(fā)現(xiàn)問題，打開驅動箱箱蓋，模塊顯示數(shù)字為“ 20”。 分析 ：此乃匯流環(huán)故障的表現(xiàn)。由于匯流環(huán)與刷架之間摩擦產生的粉末不能自然掉落， 并與塵埃及水汽混合成污垢，在某處或某角度，匯流環(huán)與刷架之間形成一道屏障，當天 線轉到該角度時出現(xiàn)電路接觸不良，造成天控系統(tǒng)工作不正常，導致以上故障出現(xiàn)。 11 故障的排除 ：打開天線座門，旋下高壓傳輸電纜，將刷架卸下，用酒精精心清洗匯流環(huán)及刷架。 建議 ：由于該故障為匯流環(huán)與刷架之間的吻合程度有關，當元件使用的材料或元件使用時間長后，磨損老化，以致其吻合不好。清洗只是權宜之計，要想徹底根除故障，更換整塊匯流環(huán)或刷架才是根本。 系統(tǒng)無探空脈沖和探空信號顯示 故障表現(xiàn) ：在基值測定時或正常施放后，雷達示波器上忽然無四條亮線顯示，電腦界面上放球軟件也無“探空脈沖信號” 移動，無探空信號、 或 有凹口亮點，或沒有。由于未收到探空信號，因此后續(xù)資料無法采集，工作無法繼續(xù)進行。 分析 ：值班員常把此現(xiàn)象疑為探空儀故障。如果雷達跟蹤正常，表明探空儀故障的可能性小。反之也不要太快斷下結論。一般情況下， GTS1 型數(shù)字式探空儀，探空、測風兩路通道極少同時出現(xiàn)故障。因為 無“探空脈沖信號”，表示 雷達的氣象譯碼不正常，如果“ 微機、雷達通信” 也無指示，更有可能懷疑為雷達故障。應及時檢查與此類現(xiàn)象有密切關系的雷達部位及元件，例 如： 中頻通道輸入電纜是否松動；中頻電纜是否斷路、損壞；高放盒正常與否；天饋、前置高放、高頻組 件、中頻通道盒、 111 板 工作是否正常。據(jù)了解中頻通道盒（及其 輸入電纜松動） 和 111板比較容易有問題。 據(jù)此， 對這些部位進行了檢查，發(fā)現(xiàn)連接中頻通道盒電纜接頭松動。 排除故障 ：把松動的中頻通道盒電纜接頭旋緊接好，故障消失。 四條亮線不清晰，對比觀測不合格 故障表現(xiàn) ：在一段時間內連續(xù)多次做對比觀測不合格。 分析 ： 對比觀測是檢查和衡量雷達探測精度指標是否符合規(guī)定要求、標定是否正確的重要手段 。 故障出現(xiàn)之前雷達各部件的安裝、標定均合格的，并且經常用拋瞄鏡對固定目標物進行檢查，也都為合格。 首先懷疑經緯儀 安裝架設是否合格，因此反復對經緯儀的各項指標進行了檢查，確認合格后并重新做對比觀測，但雷達仍然不合格。繼而懷疑經緯儀讀數(shù)裝置可能存在問題，故調來一臺新的經緯儀重新進行對比觀測，但問題依然存在。排除了經緯儀的問題，轉向全面檢查雷達的各項參數(shù)，最后發(fā)現(xiàn)在正常觀測時氣球稍微偏移在 L波段雷達天線拋瞄鏡視線的下方，表明雷達電軸與光軸（或機械軸）很可能不一致，問題應出在和差箱部分。 排除故障 ：打開和差箱，發(fā)現(xiàn)由于漏水導致下調相器開關管局部短路；經清除和差箱內部積水，烘干各元件，更換開關管，重新對雷達光軸、電軸做一致性調 整，故障排除。 建議 ：由于 L波段雷達和差箱安裝在天線中部，暴露在外無任何遮擋物，所以極易發(fā)生漏水現(xiàn)象，特別是南方地區(qū)，雨水較多，更應注意防漏水。打開和差箱進行維護和修理后，要注意檢查蓋子是否蓋好，每顆螺絲是否上緊。方便的話，可用防水膠把和差箱外縫隙封上。注意檢查天線座上各電纜接頭是否有漏水現(xiàn)象或漏水的可能。最好全部進行防水處理。 天線搖動時，雷達方位讀數(shù)不變化或亂跳 故障現(xiàn)象 ：正常跟蹤觀測時，方位讀數(shù)不變化或亂跳。 分析過程 ：首先檢查各通道及接頭，無異常。由于該故障主要為方位角數(shù)字變化不正確，而方 位的軸角轉換由一塊 11— 8印制插板完成，因此更換了 11— 8板，但無結果。又因為天線的方位軸轉動，是通過同步輪來帶動精、粗兩個自整角機轉動；緊接著檢查精、粗同步機，其工作正常。最后疑問集中在方位角粗精搭配上，即 11— 8板上的撥碼開關，由于精、粗自整角機安裝的隨機性，其零點不一定正好對準，甚至相差很大，這樣角度數(shù)據(jù)在天線全程轉動范圍內會出現(xiàn)不連續(xù)甚至有很大的跳動。為此，在軸角轉換板上設置了 一 精、粗搭配拔盤開關（ 8位），拔動其中的一個或多個開關，使精、粗達到良好的搭配。 故障排除 ：調 11— 8號板調撥碼條，使之搭配 好，故障消失。 具體的操作方法：將軸角轉換板上的開關 S1 拔向“ ON”的一邊，此時計算機屏幕上的角度顯示為“ ”，其中小數(shù)點左側為粗讀數(shù)，右側為精讀數(shù)。在天線低速連續(xù)轉動時， 12 如果搭配良好的話，粗讀數(shù)減精讀數(shù)的差值（粗必須大于精）應不超過 20，否則就需調整拔盤開關，直至搭配合適為止。搭配完以后，將開關 S1拔回原位置，使測角顯示正常工作。 小結 ：此故障來得蹊蹺，到目前生產商的專家也沒能說出故障的所以然 —— GFE（ L） 1型二次測風雷達維護維修手冊中寫明“精、粗搭配的工作在雷達出廠前已全部做好，只有在以后的檢 修、維護過程中，更換自整角機或拆卸重新安裝時，才需做此工作?！币簿褪钦f，沒有“更換自整角機或拆卸重新安裝時”該處是不會有問題的；這與臺站“未更換改動相關配置的情況下、 在不長的使用時間里連續(xù)出這種現(xiàn)象”的實際情況有明顯的出入。被迫采取人工調整“粗精搭配”方法來解決這種故障看起來似乎治標不治本，但目前也只能如此。 通過這兩次“事件”得出的經驗是：當有雷達測角讀數(shù)不變化或亂跳，且粗讀數(shù)減精讀數(shù)的差值（粗必須大于精）超過 20時，應該是粗精搭配出了問題，應迅速調整搭配，以免造成重、遲放球或缺測事故。 跟蹤過 程中目標偏離，造成無信號或信號很弱 故障現(xiàn)象 ： 2020年 1月 9日觀測，目標跟蹤中途出現(xiàn)跑球（慢慢偏離目標），偏離后（偏離不很遠就）伴有無探空訊號（或很弱）現(xiàn)象，當用手動跟上目標后，換上天控自動，雷達不能自動跟蹤。 檢修過程 ： 10日，拔插 117板，換上 118板。 11日測量了 5伏電壓正常（ ），換 111板及 116板（換下 53750440B），觀測結束后，清洗匯流環(huán)，更換中頻通道盒（換下 53750440B）、 117（換下 53750440B）板、 118（換上 63750440A）板 。經過多次調試后，故障消失。 事后體會 ：通過甄別，各板卡、元件都沒有發(fā)現(xiàn)問題；最后斷定故障的原因很可能是連接中頻通道盒的插頭尾部塞頭松動造成的。 放球后一分鐘內快速過頂造成雷達卡死 故障現(xiàn)象 ：正常施放，球出手后直往雷達天線方向快速移動造成快速過頂；當仰角升到85176。以上后雷達卡死、電機驅動箱 — E燈（仰角）或 — A燈（方位）顯示紅燈。 故障排除 ： 先關閉電機驅動箱開關，然后再迅速開啟此開關，雷達一般可以恢復動作。還有一種可能，是氣球快速過頂時雷達信號和探空儀信號失配、天線開始自動四處搜索，當找不到時 就會停住不動，也造成“卡死”的假象。遇到這種情況，最