新一代天气雷达发射机灯丝电源故障分析

根据近几年河南新一代天气雷达（CINRAD／SB）故障统计,雷达发射机出现故障比例相对其他分机要高,在运行一段时间后灯丝电源故障率在发射机中比例有所升高,极易出现灯丝控制板烧毁、灯丝保险丝熔断、继电器损坏等故障,而发射机灯丝电源故障维修一直是难点。在研究CINRAD／SB发射机灯丝信号流程、关键点波形基础上,总结了从故障现象分析入手,根据相关信号流程和关键点波形,通过关键点参数测试定位发射机灯丝电源故障到可更换单元的故障诊断流程;列举了用故障诊断流程修复发射机灯丝电源故障的个例,即由于灯丝电源控制板继电器损坏烧毁电路板,引起保险丝过流断路,导致灯丝电流故障;提出了对现有SB发射机灯丝电源进行改进的技术措施,以及出现故障后暂时采用的一些应急方法。     

CINRAD/SA雷达灯丝电源调试与故障判定

详细叙述了CINRAD/SA雷达灯丝电源控制电路的工作状态,分析了控制电路中脉宽调制器SG1525A的特性,调试了控制斩波器的脉宽调制电路和振荡器控制电路的关键测试波形,并对灯丝电源输出电压、灯丝电压保护和灯丝电流保护进行了分步调试.根据实际经验总结了在灯丝电源调试过程中出现的故障判定流程和故障排查、排除方法,旨在为雷达灯丝电源的故障处理提供参考和借鉴.     

CINRAD/SB发射机系统故障定位方法与技巧

总结了CINRAD/SB雷达发射机系统的高频脉冲整形、全固态调制器、回扫充电、充电校平和同步交流方波稳流灯丝电源等新技术的特点,详细介绍了CINRAD/SB发射机信号流程、同步信号特征、关键点波形和技术参数。对多年来CINRAD/SB雷达发射机系统出现的故障和报警信息进行了归类,分析了发射机系统电源、高频放大链、调制器、控制保护电路故障的定位方法和技巧,列举了高频放大链电路、回扫充电电路、同步信号时序电路典型故障的分析定位和处理结果,提出了CINRAD/SB雷达发射机系统定位方法与技巧,同时给出了发射机系统出现故障时所能采取的应急措施,以及对发射机故障定位、维修、维护等方面的建议,为新一代天气雷达提供技术支持和保障。     

CINRAD/SA天气雷达开关组件IGBT过流保护与处理

CINRAD/SA雷达发射机常见的IGBT开关过流保护故障在CINRAD/SA雷达发射机的告警面板上没有明确指示,排查难度较大。IGBT开关的过流受驱动芯片EXB841监测,通过分析EXB841监测的过流条件,根据发生告警时的故障现象,分析得出CINRAD/SA雷达发射机充电回路故障是引起IGBT过流保护的主要原因。充电回路故障导致了充电变压器初级和IGBT的电流突变,电感两端电压发生变化,IGBT的C—E间的电势差出现反向,快速导通二极管截止,触发了EXB841的监测过流条件,迅速截止IGBT开关,保护开关组件的IGBT开关管。     

CINRAD/SA雷达充电开关组件芯片级故障诊断技术

充电开关组件是发射机回扫充电电路关键组件,通过充电变压器完成对人工线的充电,它直接决定了人工线高压的稳定性和准确性,是影响发射机输出功率大小和稳定的关键因素之一。根据改进后开关组件线路图,总结出充电开关组件主通道、充电控制信号、故障监控信号流程和与此相关的故障树图。在此基础上,依据实际测试的发射机充电开关组件关键点波形或电平,研究出规范化的充电开关组件芯片级故障诊断流程,列举了依据充电开关组件芯片级故障诊断流程,解决了充电开关组件主通道充电赋能驱动电路芯片损坏导致无充电脉冲信号,引起无人工线高压和发射机输出功率故障,以及修复充电控制电路的充电电流传感器故障导致人工线电压过高,发射机束流报警。充电开关组件故障维修效果表明:充电开关组件芯片级故障诊断流程可以快速定位充电开关组件故障点到芯片,方法简洁,操作规范,雷达技术保障人员容易掌握,能满足国家级、省级雷达测试维修平台和雷达站器件(芯片)级维修需求,为发射机人工智能故障诊断提供借鉴,可有效缩短雷达故障维修时间,提高雷达业务运行可用性指标。     

CINRAD/SA雷达磁场电源调试与故障判定

阐述了CINRAD/SA雷达磁场电源控制电路,对磁场电源控制板电路的场效应管驱动信号、控制板驱动信号、IGBT模块极间电压波形等关键测试点进行了调试,并给出了相应的标准波形示意图,对磁场电源输出电压、磁场电源电压保护和聚焦线圈电流保护进行了分步调试,根据在实际使用过程中出现的故障现象、故障判定处理,结合实物测试点给出了故障处理流程图,结合实际工作经验总结了磁场电源的相关故障排查点和故障排除方法,旨在为雷达磁场电源的现场故障处理提供帮助和参考。     

新一代天气雷达钛泵电源调试和故障定位方法

速调管是新一代天气雷达(CINRAD)发射机系统的关键器件,为确保稳定可靠运行,在速调管附属电路中设计了钛泵电源装置。本文介绍了钛泵电源的工作原理、作用及特点,并给出了CINRAD／SA和SB型号天气雷达钛泵电源信号流程、技术参数测量等分析思路,列举了CINRAD／SA和sB型号天气雷达钛泵电源常见故障和典型故障的处理过程,总结提出了雷达钛泵电源控保电路调试、故障定位及处理方法,为雷达保障技术人员高效快捷处理雷达钛泵电源故障提供参考。     

CINRAD/SA雷达开关组件故障分析处理

根据广州CINRAD／SA雷达发射机开关组件的一起故障现象,结合信号流程、电路原理图,深入元件一级,对故障的定位、检测及排除过程作了详细介绍,并对故障的成因作了推断分析,最后就雷达维护方面总结了一些经验,旨在对雷达技术保障人员提供参考和借鉴。     

701-B雷达定时器的二例故障分析

701-B型雷达是701雷达的改进型,但主机保留了原701雷达的主要部分。定时器、测距显示器、测角显示器、发射机、一号电源、二号电源的全部,接收机的大部分电路都与701雷达相同。雷达在长时间的运行中,各分机的元器件发生质变。使机器的参数发生变化,引起雷达故障。下面就结合我站701-B型雷达出现的两个故障实例进行分析。例1,测距粗、精示波管不亮、无基线、发射机高频,振荡管FM-7F阴流无指示。经检查,一号电源输出各电压值均正常,发射机高压、指示正常,用耳机检查定时器送往发射机的发射触发脉冲时,听不到电流声,说明无发射触发脉冲送来。确定故障发生在定时器部分。进一步检查定时器,     

雷达发射机灯丝电源故障维修

灯丝电源是一个交流稳压电源,通过灯丝中间变压器和位于油箱中的脉冲变压器及灯丝变压器,为速调管灯丝供电.2011年7月18日,内蒙古气象局通辽天气雷达站的CINRAD/CB雷达发射机反复出现灯丝电源故障,且无法加高压导致雷达停机,经分析和排查故障原因,最终排除了雷达故障.就此次故障的出现,分析其原因,举一反三,对雷达台站在今后的工作中加强备件的管理和测试数据的管理有一定的启示.     

CINRAD/SA(B)发射机激励放大器芯片级故障诊断流程

激励放大器是发射机射频放大链电路前级功率放大器,对雷达探测资料可靠性具有重要作用。研究芯片级故障诊断流程,一方面可以解决台站技术保障人员无法故障定位到芯片级的技术难题;另一方面,芯片级故障维修可达到大大降低维修成本的目的。雷达故障一般分为参数调整不当导致性能下降故障和器件损坏造成参数异常故障。为此,通过总结出CINRAD/SA(B)发射机激励放大器信号流程、故障树图集,在依据同步信号时序关系及关键点波形参数基础上,研究出规范化的激励放大器调试技术和方法,以及激励放大器芯片级故障诊断定位流程,并列举了依据激励放大器芯片级故障诊断定位流程,修复激励放大器集成块N8损坏,导致+8 V电源不正常,造成激励放大器无功率输出,以及激励放大器的第二级功放模块故障导致激励放大器输出功率低的两个故障的典型个例,以检验维修效果。实际应用结果表明:芯片级激励放大器故障诊断定位流程可以快速定位发射机激励放大器故障点到故障器件,方法简洁、思路清晰、操作规范,基层雷达站技术人员容易掌握;激励放大器调试技术和方法,能解决激励放大器参数调整不当导致激励放大器性能下降故障,可有效提高新一代天气雷达技术保障水平。     

CINRAD/SA雷达天线座动态故障分析

结合CINRAD/SA雷达天线的动态控制过程、结构特点与故障现象,从理论上清晰地分析了天线运行的基本过程,指出各CINRAD站经常、普遍出现的天线座动态故障的实质是雷达天线运行的实际动态速率和位置与RDA(Radar Data Acquisition)计算机给定雷达伺服控制系统的命令不匹配以及判断造成此类故障报警的雷达天线动态速率不匹配条件和位置不匹配条件,而后深入分析了雷达天线伺服控制结构中的D/A转换电路、速度比较电路等关键部件的工作状态,最后总结了排查此类故障的驱动链路检查、滑环维护方法、伺服电机检测方法等,从而为CINRAD/SA雷达天线故障的现场维护和维修提供参考。     

基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统设计与实现

针对CINRAD/CA型新一代天气雷达运行过程中存在的接收机、发射机、伺服系统等分系统供电不能进行远程控制的问题,设计实现了基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统。系统在不改变雷达原来结构、不影响雷达性能与技术指标的情况下,基于西门子S7-1200PLC控制器,通过控制继电器开关间接控制主回路交流接触器,实现雷达机房接收机、发射机、伺服系统等分系统供电运行状态的实时监测和远程一键式开关机自动控制。在保证雷达观测数据传输及时性和可用性的同时提高雷达技术保障人员对雷达维护的时效性,为新一代天气雷达观测站无人值守提供一种可靠的技术手段。     

风廓线雷达回波信号强度定标方法

风廓线雷达返回信号功率定标通常通过返回信号信噪比和系统噪声功率的估算得到。该方法存在着噪声电平的确定、外部噪声等不确定性因素,影响了定标的精度。采用信号源分别对接收机和信号处理器进行定量测试,进而对雷达系统进行定标,是另一种可行的办法,该文利用这种方法对CFL-03风廓线雷达进行了定标,并利用该雷达在东莞2009年7月和8月探测资料与广州S波段天气雷达和地面雨量计资料进行比较。结果表明:用该定标方法得到的回波强度与天气雷达回波强度和地面雨量计资料估算的回波强度基本一致,平均标准差在1 dB左右,表明这种定标方法是可行的。     

C波段调频连续波天气雷达探测系统及观测试验

对降水云更高时、空分辨率观测资料的需求推动了天气雷达技术的发展,调频连续波雷达(FMCW)系统采用收发分置双天线体制,采用数字直接移相(DDS)技术和快速傅里叶变换(FFT)信号处理技术,获取高度分辨率达到15、30 m,探测周期2—3 s的回波功率谱分布和谱参数,具有脉冲多普勒雷达无法比拟的探测优势。C波段FMCW(C-FMCW)雷达最小可测信号功率达到-170 dBm,微弱信号的定量标校是技术难点。采用标准信号源输出单频信号,经过数字直接移相扩展为与雷达系统相同扫频范围信号,得到最小输入功率可达-169.77 dBm的定标曲线,由定量标校后的谱分布计算得到回波强度谱密度分布。该雷达于2013年6月起在安徽定远开始观测,利用8月24日降水过程探测数据,与距离该地48 km的蚌埠和83 km的合肥SA扫描雷达观测数据,分别进行对流云与层状云的观测比对分析。对于均匀分布的层状降水云,C-FMCW雷达与SA雷达探测结果基本接近, C-FMCW雷达与蚌埠SA雷达的平均均方根误差为1.75 dB,与合肥SA雷达的平均均方根误差为2.02 dB,C-FMCW雷达与两部SA雷达探测的回波强度差异小于1 dB。对观测试验谱参数及回波强度谱密度分布进行了初步分析,C-FMCW雷达在研究降水云体的相态分区、晴空大气边界层回波等方面有较好的应用前景,有助于加深对强降水云中垂直运动的强烈变化的探测和认识。     

CINRAD/SA雷达标定技术研究

从雷达数据质量需求出发,在4个方面对CINRAD/SA标定技术进行了研究。1结合雷达回波强度定标原理,分析了目前回波强度定标过程中存在的问题,在此基础上详细制定了回波强度定标测试方法、操作步骤和技术要求,实现了SA雷达回波强度定标方法和操作流程的规范化、标准化,从而消除将人为因素或测试原因引入雷达系统造成定标误差。2对全省雷达波导长度进行实际测量,并修正了各雷达发射支路馈线损耗出厂测试数据;研制了能注入微波信号的专用测试波导,实现台站准确测量出SA雷达收、发支路馈线的实际损耗数值,应用于雷达回波强度定标中。3将太阳作为微波信号源,根据发布的太阳能流密度等数据,结合实际测量接收到的太阳射电功率,来检验全链路雷达接收系统回波强度。4取相邻雷达等距离线(中点)的低仰角同步观测反射率因子数据,开展两部雷达、多部雷达对比观测检验等。从而提高了回波强度定标的客观性和一致性,更好地为组网雷达提供一致性的雷达数据。