韶关CINRAD/SA天气雷达一次虚警故障的排除

巫 乔，钟小明，董根铭，朱永兵

(广东省韶关市气象局，广东 韶关 512026)

1 引言

新一代天气雷达投入业务运行以来，在雷达故障分析和故障维护技术方面已经积累了一些经验，其中干扰信号使控保系统引起虚假故障的情况占了一定比例，李泳泽、吴少峰、邝家豪等人分别对各自台站CINRAD/SA 天气雷达出现的杂波干扰引起虚警故障的情况进行了成因分析［1－3］。CINRAD/SA 天气雷达系统结构和信号流程复杂，随着天气雷达使用时间的增长，元器件的老化，由干扰信号引起的故障将不可避免的增多。该文对韶关CINRAD/SA 天气雷达由干扰信号引起的报警进行了成因分析，为以后处理此类故障提供参考。

2014年1月20 —28日雷达报警频繁，达到20余次，在雷达软件RDASC 系统的报警文件中出现如下的故障报警信息:PEDESTAL INTERLOCK OPEN(天线座互锁打开)，STANDBY FORCED BY INOP ALARM(不可工作报警强制系统待机)。此次报警严重影响了雷达资料正常采集和传输，站内维护人员经过多次维护，终于在28日晚上解除报警现象，最终在汛前巡检时根本解决报警问题，使雷达恢复正常运行。

2 故障判断

2.1 虚警判断

当“天线座互锁打开报警”发生以后，天线强制停转，需要值班人员重新启动RDASC 控制程序，雷达才能重新恢复正常运行，但几个或者十几个小时后，雷达会再次报警“天线座互锁打开”，再次造成雷达系统强制待机，再次重启RDASC 控制程序后雷达又能恢复正常运行，如此反复。因此，站内维护人员首先判定此报警为虚警，报警由干扰信号引起。

2.2 报警信号传输通道

根据报警信息，找出报警信号传输通道来确定可能出现问题的节点。“天线座互锁打开”的报警信号传输通道是:安全开关→上光端机(天线所有信号、状态信息传输都通过光纤传输)→上光纤板→光纤→下光纤板→DAU 底板(转换光纤传输过来的信号)→DCU(数模信号转换，传给RDA 计算机处理)。

3 故障维护过程

①天线座互锁打开报警为起保护作用的安全报警，防止有人员在天线罩内而天线处于运转状态的情况，起始报警信号位于天线座内的安全开关处。维护人员初步判断报警是由于天线座内安全开关连线或接触不良引起的，经过两次简单紧固安全开关几条连接线的线头，但是报警没有消除。

②在第1 次维护无效果后，维护人员又着手从信号传输链路上检查，根据敏视达公司提供的资料，出现天线座互锁打开报警的关键器件是上光纤板的D24、D32 和U31。由于本站备件库里有上光纤板，故维护人员首先更换上光纤板，但是虚警仍然没有消除。

③在第2 次维护过程之后，基本排除上光纤板没有问题。维护人员着手检查下光纤板(站内无下光纤板备件)，站内人员打开下光纤板电路图，找到和天线座互锁相关的电路图部分(图1)。

图1 下光纤板天线座互锁信号传输略图

为了消除虚警信号，维护人员在U13 的2 脚信号接滤波电容104，虚警仍然存在。维护人员又将下光纤板上P2 的A01 脚的PEDESTAL INTERLOCK 信号接上滤波电容104，但是雷达运行经过一段时间后虚警仍然存在。故站内维护人员判断虚警不是由下光纤板产生，将两个滤波电容取下。

④经过前面的维护过程后，虚警仍然存在，而数字采集单元大底板维护相对困难，并且此部件出问题可能性较小，故将检查对象转为数字控制单元，找出相关的电路图部分(图2)。

将图2 所示的座锁定信号M 点接地，经过一段时间观察后，“天线座互锁打开”报警消失，但是虚警故障并没有从根本上解除，只是将此报警短接了，让报警信号永远处于低电平，所以需要更深层次的维护来解除报警。

图2 数字控制单元天线座互锁信号传输略图

⑤经过第4 次维护后，“天线座互锁打开”报警消失了，在短时间内保证了雷达系统正常运行，但报警问题没有根本解决。在2014年的汛前巡检中，台站维护人员向巡检工作人员描述了此次维护过程，巡检人员认为台站人员的维护过程是正确的，但是忽略了一个问题，那就是光纤链路传输会放大信号，杂波信号可能会在传输过程中被放大了，所以在下光纤板上接滤波电容，电容并不一定能滤除已经放大了的杂波，杂波的存在引起了报警。虽然站内有上光纤板备件，更换后报警仍然存在，但是引起报警的杂波信号并不一定是由上光纤板自己产生，周围的电子器件和电路也可能会产生杂波，巡检人员认为要根本解决此报警，还是应该从上光纤板着手。在巡检人员的提议下，将上光纤板的74LS244 芯片的17 脚接上滤波电容104，以滤除可能产生的杂波干扰信号，然后将在第4 次维护过程中短接的报警断开，雷达经过一段时间的运行，报警没有再发生，至此从根本上解决了问题(图3)。

图3 上光纤板天线座互锁信号传输略图

本次故障的原因是:在上光纤板周围的电子元器件或者电路中的寄生振荡器，偶尔产生干扰信号(杂波)，传输到计算机后被判断为真实报警信号，引起报警。

4 结束语

目前，在CINRAD/SA 天气雷达的保障工作中，大多数维护工作都定在“模块”一级，凭借CINRAD/SA 天气雷达故障的自检系统，再结合故障现象和实际经验，台站对“模块”一级的故障判断和定位并不困难。但是，通过韶关站这次的维护过程可以看出，并不是所有的故障维护都可以通过更换“模块”来解决的，维护人员应该更深层次进入“芯片/元件”一级的维护，逐步完善认识各单元详细的原理框图和积累维护经验，以提高雷达保障能力。

［1］李泳泽，黄卫东，等. 天气雷达天伺系统的虚警故障分析［J］. 广东气象，2012，34(6):61－63.

［2］吴少峰，李源鸿，郭泽勇. CINRAD/SA 雷达分系统常见故障的分析处理［J］. 气象水文海洋仪器，2009，(3).

［3］邝家豪，胡东明. 湛江新一代天气雷达天线一次传输干扰故障的排除［J］. 广东气象，2011，33(1):2－71.