CINRAD/SA型天气雷达发射功率调试技术初探

发射机功率是新一代天气雷达最重要参数指标之一,发射机输出射频功率和包络是否符合指标,主要由发射机微波链路决定,功率有无和大小直接影响雷达探测资料可靠性。文中给出了CINRAD/SA型新一代天气雷达发射机功率的调试流程及方法,详细介绍了人工线、微波放大链路、发射机输出脉冲和束脉冲时序、速调管腔体等检查与调试技术。最后,结合雷达维修实践中的案例,介绍了发射机功率调试和问题处理方法。     

新一代天气雷达发射机寄生频谱分析与处理方法

针对新一代天气雷达(CINRAD)发射机频谱中存在寄生谱线的现象,建立了雷达发射信号寄生调制的数学模型,根据CINRAD雷达发射机组成原理框图,分析了寄生谱线产生的原因,并提出了解决雷达发射机寄生谱线问题的方法,利用该方法在某CINRAD雷达系统联调和测试中基本消除了发射机输出频谱的寄生谱线,提高了发射机的频谱纯度.     

基于自适应阈值的SA雷达发射机故障重构预警方法研究

新一代天气雷达的故障识别和判定一直是雷达运维面临的技术挑战,部分严重故障的滞后响应会导致雷达相应部件的损坏加剧。本文在结合人工智能技术和雷达数据特点的基础上,提出了基于自适应阈值的SA雷达发射机系统故障预警和判定方法,建立了基于重构模型的发射机故障在线监测的算法框架。该算法框架能够在雷达发射机故障发生早期识别异常并给出预警。采用实际运行记录进行计算分析,并验证了该方法在实际运行中有效可用。     

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,     

TWP3风廓线雷达发射机典型故障诊断流程

在TWP3风廓线雷达各种故障中,发射机故障率高居榜首。基于TWP3风廓线雷达发射机工作原理和关键点信号特性,结合故障统计数据,将发射机常见故障归纳为6类典型故障。通过分析典型故障,研究出一套故障诊断流程,并结合3个典型案例进行剖析。结果表明:发射机典型故障诊断流程可以快速、准确诊断发射机故障,具有思路清晰、操作规范、基层雷达站技术人员容易掌握的特点,可有效缩短发射机故障修复时间,提高TWP3风廓线雷达技术保障水平。     

CIRAD/SA(B)整流组件设计缺陷和技术改进

针对CIRAD/SA(B)发射机整流组件设计不合理导致发射机故障高的现象,分析了CIRAD/SA(B)原整流组件技术线路的设计缺陷：无缺相监测功能,导致高压供电烧断一路保险丝时,不易发现;加高压瞬间高中压容易出现高压打火;维修不方便,不能快速定位高低压电路故障。研制了新型整流组件,改进了设计不合理的线路,增加了维修功能转换开关、输出逐步升压、缺相和相序保护等新的功能,能降低发射机打火故障,提高雷达发射机高压打火故障维修效率,达到了预期设计要求。     

Ka波段固态发射机体制云雷达和激光云高仪探测青藏高原夏季云底能力和效果对比分析

激光云高仪和云雷达是探测云底的两种设备,但其探测能力和探测结果有一定的差异,对比分析两种设备的测云效果有助于正确认识它们的探测优势,推进我国云雷达在云探测中的应用。本文提出了基于云雷达数据的云底和云顶高度分析方法,利用2014年夏季第三次青藏高原大气科学试验云雷达、激光雷达和激光云高仪数据,统计了三种设备探测青藏高原低云、中云和高云的云底高度偏差、探测率,分析了激光云高仪探测云底偏高的原因,根据探测结果提出了固态发射机体制雷达探测青藏高原低云的优化观测模式,模拟分析了探测效果。结果表明:（1）云雷达对高云的探测能力要明显优于激光云高仪,但其对低云的探测能力有待改进,激光云高仪探测云底下部的边界层内的云雷达回波信号可能是非云降水回波;低层云的遮挡作用明显降低了激光云高仪对多层云的观测能力;与激光云高仪相比,云雷达仍然会漏掉一些高云和中云。（2）激光云高仪探测的中云和高云的云底很多在云雷达回波内部,云雷达和激光云高仪观测的云底的时空对应关系比较差。（3）增大激光发射功率和优化固态发射机体制云雷达观测模式可提高云的观测能力,微波和激光雷达数据融合可全面了解不同类型云的宏观特征。这一工作为云雷达和激光雷达数据的应用,评估激光云高仪和云雷达探测青藏高原云的能力,讨论设计优化的云观测方案,为推进我国云观测技术的发展提供了重要参考依据。     

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。     

脉冲多普勒气象雷达发射机相位稳定性分析

简要介绍了低相位噪声多普勒天气雷达发射机的特点和组成,脉冲多普勒气象雷达对发射机相位稳定性的要求,发射机满足脉冲多普勒气象雷达的要求所面临的关键技术问题。为了改善相位噪声,在发射机中采用了全固态调制器、回扫充电技术、充电校平技术和同步交流方波稳流灯丝电源等技术。分析了发射机影响脉冲多普勒气象雷达检测性能的主要因素以及射频脉冲信号受寄生调制的影响而产生的边带相位噪声,发现在发射机射频信号中不需要的寄生调制和噪声是由一系列源产生的,影响脉冲多普勒气象雷达相位稳定性的主要因素有射频激励源、电源纹波、脉冲时间抖动、幅度调制、颤噪效应、电磁感应和电磁干扰辐射源等。这些不需要的边带噪声限制了脉冲多普勒气象雷达在杂波中探测目标的能力。     

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发射机极限改善因子受干扰的成因分析

发射机极限改善因子是新一代天气雷达出厂验收测试的最重要的技术指标之一,它分为发射机输入极限改善因子和输出极限改善因子两项测试内容。参照普来赛西门子雷达公司提供的测试方法,用频谱仪检测信号功率谱密度分布,从中求取信号和相噪的功率谱密度比值(S/N)。然而在出厂验收测试和巡检中,发现不同频率的干扰毛刺出现在信号功率谱密度分布图上,它们可能会影响发射机极限改善因子的测量指标及发射机相位的稳定性等。文章从CINRAD/SA雷达发射机极限改善因子测试信号链路进行分析,查找干扰毛刺的产生原因及检测检修方法,为雷达技术保障人员提供现场维修和维护方面的经验。     

CINRAD/CD型天气雷达发射机调制系统故障诊断技术

新一代天气雷达CINRAD/CD发射机调制系统故障,会直接影响雷达信号的发射,导致雷达无法进行天气探测工作.通过对都匀新一代天气雷达CINRAD/CD在运行过程中发射机调制系统的常见故障,列举2个典型例子,从故障现象着手分析,结合实际工作经验,针对调制系统的组成和工作原理,逐级判断、检查,测试关键电路信号,找出引起故障的根本原因,更准确的实现故障的定位,并给出相应的处理方法.     

新一代天气雷达发射机常用芯片自动检测技术研究

目前气象业务中,新一代天气雷达组网建设不断完善,其在短时临近灾害性天气预报、预警业务和决策服务中越来越发挥着不可替代的重要作用,因此,做好新一代天气雷达的业务运行保障工作非常重要。针对新一代天气雷达发射机软硬件复杂、故障频发、维修时效长、维修难度大等特点,研制了新一代天气雷达发射机常用芯片自动检测系统。该自动检测系统采用了机外脱机测试方法,从而保证了雷达设备和人身的安全;采用了发光二极管指示灯直接输出测试结果的自动测试方式,保证了雷达修复的较短时效;可直接测试雷达组件内部电路板常用关键芯片的好坏,而不必更换整个笨重的分机组件备件,从而使维修新一代天气雷达发射机故障变得便捷、高效、经济。新一代天气雷达发射机常用芯片自动检测系统研制完成后在多个台站得到了试用,试用效果良好,可为其他新一代天气雷达站快速维修新一代天气雷达发射机提供借鉴和参考。     

CFL-03型风廓线雷达收发对接技术的改进

在风廓线雷达的数据应用过程中,雷达获取数据的准确性至关重要,而风廓线雷达的收发对接过程又直接影响获取数据的准确性,因此,对雷达的收发对接技术进行研究非常重要。一般来说,对于该类型风廓线雷达的对接方法采用一种间接测试的方法,对接过程中要反复调整频综脉冲、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等的波形作用时间和脉宽。另外,收发开关脉冲的后沿并非标准矩形脉冲的后沿,位置难以确定,其后沿设置的位置离发射脉冲太近会产生高频头被击穿烧毁的现象,太远则会影响低层风的测风质量。以CFL-03型风廓线雷达为例,介绍了风廓线雷达的一般收发对接技术和改进的对接技术,以及频综、发射脉冲、收发开关脉冲、封闭脉冲等相关时序的确定方法。经过实践验证,两种对接技术都满足了设备的使用要求,而改进的收发对接技术,更直观形象,易于操作。     

延时启动电源电路设计

为了保证雷达高温季节正常工作,就需要确保机房空调不间断运转.本文设计了一个电路,能够使空调在线路来电时自动启动正常运转,达到雷达业务开机的温度环境要求并保证空调安全运行,而且经济、结构简单.     

新型天气雷达发射脉冲包络检测集成系统设计与实现

实现一种新型天气雷达发射脉冲包络检测集成技术,高度集成数控衰减器、包络检波器、A/D转换器和FPGA(Field Programmable Gate Array)处理器;能快速准确的对发射机脉冲特性进行检测,无需其他仪器和工具辅助,全自动测试,自动生成测试报告并根据测试结果给出检修建议,能够有效解决台站天气雷达对发射脉冲包络传统测试和维护的单一测试仪器功能,有效降低人为测试误差,减少天气雷达故障诊断和日常维护带来的制约和影响,促进天气雷达测试、维护维修保障的标准化和自动化。     

微波高功率固态放大器技术综述

微波集成电路在民用和军用电子中起到至关重要的作用.在微波集成电路领域,高功率的功率放大器为发射机提供足够的信号功率输送到自由空间中,是其不可缺少的关键部件.基于学术研究和商用产品线情况,综述了微波功率放大器芯片的发展情况.首先讨论了各种微波毫米波功率放大器的制造技术,按照半导体器件可以归类为砷化镓、氮化镓、互补金属氧化物半导体和锗化硅等;接着讨论了微波芯片功放的设计技术用以满足高功率、宽带和高效率的指标要求;最后总结了各类微波固态功率放大器的工艺和设计技术,为芯片设计人员提供了全面的设计参考.     

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。     

CINRAD/CC雷达发射机高压电源检修方法及故障实例

随着越多的新一代天气雷达不断投入业务运行,达的技术保障显得越来越重要。雷达高压电源作为雷达发射机的基本组成单元,始终在高电压大电流状下运行,较容易产生故障。本文针对CINRAD/CC雷达高压电源的特点,通过实例,介绍了高压电源的检修法,对于雷达技术保障人员有一定的借鉴作用。