引言

内蒙古地区现有12部L波段探空雷达，是全国气象行业布点较多的地区，雷达数量多，业务运行时间长[1-2]，接收系统是雷达的重要组成部分，接收系统的主要作用是将信号变频、滤波、放大和解调等[3]，其各个子单元电路复杂，故障率高，且故障也较难排除[4]。内蒙古大气探测技术保障中心技术人员将原有沈阳市观象台GFE(L)2型雷达改造成为全国业务运行的GFE(L)1型雷达，改造完成后的雷达各项技术指标均达到业务运行要求，能够进行正常探空业务值班，并能与呼和浩特探空站同时跟踪其业务探空气球，通过分析对比两部雷达探空数据，能够发现探空过程中的一些特殊问题[5-6]。该部雷达现供L波段雷达维修测试培训平台使用，主要用于全区L波段雷达业务培训、系统测试、故障维修维护以及与其他省份探空雷达技术交流[7-8]，现就日常使用过程中接收系统故障典型案例详细排除过程介绍如下。

在抛物线方向和柱面方向增加基本单元数量即可得到所需要的口径的抛物柱面天线；由于空间展开机构多为杆件，切口径大，型面精度高等特点，展开后静稳定性要求高，需要对机构布局相应的钢丝绳来增加稳定性和提高刚度。图10为整体展开收拢状态。

1　接收系统原理

GFE(L)1型探空雷达接收系统主要由天馈线、前置场放、高频组件、中频通道盒、探空通道板(11—1板)组成。而高频组件又是由高频放大器、滤波器、本振、混频器、前置中频放大器及分频器组成[9]。

L波段探空雷达接收系统基本原理是将天线所接收到的探空仪射频信号进行放大、滤波、混频、解调(鉴频)后，送到测距、天控分系统来完成测距和测角的功能。另外将探空仪发回的探空码解调出来，经过进一步容错，送到数据处理终端译码后得到温、压、湿数据，并在显示器上显示出来。同时还在测距分系统送来的主波抑制触发脉冲控制下，完成主波抑制功能以消除漏进接收机的发射主波和近地回波对雷达接收信号的影响[10-11]。该系统具有自动增益控制(AGC)和自动频率控制(AFC)功能。使系统增益和频率自动地随信号强度和频率而调整，始终保持雷达接收信号的良好状态[12]。

2　故障现象

示波器显示无4条亮线，只有4个亮点，测距状态无凹口，雷达自动状态下增益满格，无任何接收信号，在故障排除过程中故障现象发生变化，原有4个亮点变为2个亮点，并且两个亮点显示在示波器屏幕边缘，调不到示波器中央。

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3　故障排查

以上这些，在今人解读《燕丹子》之时，还是自觉或不自觉地会受到它们的影响。故此，不辞琐碎，一一拈出，以示存照。

3.1　检查雷达接收线路

由于没有4条亮线，所以考虑到11-1探空通道单元如果有故障，在接收中频通道盒信号后没有形成角信号送到天控单元会产生类似故障现象，于是更换探空通道板备件，发现故障没有消除。

探空通道单元接收由中频通道盒送来的AGC、AFC检波电压经过放大、滤波、整形后形成高频VGC、中频VGC控制电压和本振VC控制电压，分别送到高频组件的高放、前中和本振，完成自动增益和自动频率控制的功能，同时将接收的角信号送入800kHz通道，经放大解调后得到气象码和角跟踪信号分别送到自检译码单元和天控单元。

再用网络分析仪测试W1电缆驻波比为1.1，正常情况下驻波比应该在1.0～1.2之间，说明W1电缆信号传输正常。

测量汇流环第7头电压为正常值12V；检查高频组件和前置高放的15V电压，并将备件换上进行检查，故障现象依然存在，说明这两个模块没有发生故障。

利用上述检测信号线通断的方法检测高频旋转关节线缆，以及高频旋转关节底座到和差箱这段的线路是否发生断路，检查发现没有故障。

  

图1　L波段雷达主线缆连接图

3.2　检查汇流环、高频组件、前置高放电压

3.1.2　高频旋转关节

逐级稀释十二水硫酸铝铵母液，按样品测定方法测定含氮量，每一级别浓度平行测定3份，以测定结果的RSD%作为考察检出限的依据。结果发现十二水硫酸铝铵量在0.1 mg·mL-1时，其含氮量测定值与理论值基本吻合，且平行测定的RSD%小于3%，当浓度更低时，含氮量测定值与理论值偏差较大。因此，方法的检出限定为0.1 mg·mL-1。

3.3　检查发射显示板、天控板和探空通道板

3.3.1　发射显示板

该单元的显示功能有两个，其一是角跟踪显示，即显示4条亮线，它对应于天线4个波束的信号；其二是距离跟踪显示，即将测距回答信号用精、粗双扫描线分别显示出来。故障直接显示为没有4条亮线，只有4个亮点，先检测由11-6号板送到11-2发射显示板2XP2的6-9头的程序方波和2XP2第17头阶梯波的产生情况。程序方波的理论波形参数为0～5V、脉冲宽度5ms、脉冲周期20ms，阶梯波的理论波形参数为4～6V、周期20ms。发现程序方波和阶梯波波形均正确，并将备份板11-2换上进行了检查，发现故障依然存在。

天控单元是根据和差环所获取的角误差信号或手动信号完成对天线的控制，以达到跟踪探空仪的目的。其工作方式有两种即手动和自动，在手动方式时，由人工操纵手动盒，天线可以上、下、左、右转动，当示波器上的4条亮线两两对齐时，即对准了探空仪。

3.3.2　天控板

根据故障现象，并按照L波段雷达接收系统信号流程，采取逆向的方法进行故障排查，首先检查雷达的接收传输线路和相关组件主要电压，其次检查雷达接收系统相关电路板，再检查信号处理部分中频通道盒和高频组件内部电路部分，最后检查天馈线系统。

由于没有4条亮线和凹口，所以怀疑产生4条亮线程序方波的11-6天控板可能发生故障，而在检测过程中故障现象发生了变化，原有4个亮点变为2个亮点，并且2个亮点显示在示波器屏幕边缘，调不到示波器中央，首先用示波器检测11-6板XP1的3-6脚，程序方波的理论波形应该为高电平+5V、低电平-3V，脉冲宽度为5ms，脉冲周期为20ms，检测发现左路程序方波和其他三路不一致，幅度只有4V，所以判断程序方波的产生电路发生故障。由于无法直接更换11-6板89C51单片机模块(无写有正确单片机程序的89C51芯片备件)，于是先检查程序方波放大电路部分，发现也没有故障，放大电路的前端是具有I/O端口的命令寄存定时器功能的8155芯片，在检测其上下左右4路输出端时发现左路输出跟其他3路不一致，于是更换8155集成块，发现故障恢复成原有故障现象。

3.3.3　探空通道板

故障现象表现为接收不到任何信号，首先检查W1电缆，此电缆连接主控箱和天线座(见图1)，主要负责雷达所有信号的传输，在室内将信号线芯和地短路，将万用表调到通断档，分别用红黑表笔接触室外信号线另一头的芯和地，发现信号线正常，没有断路。

3.1.1　信号线

穿插了解对联在生活中的广泛运用，知道对联的分类、粘贴方法。介绍李渔的《声律启蒙》、诵读丁慈矿的《晨读对韵》、朗读《增广贤文》联句，进一步感受对联的特点与魅力。

3.4　检查中频通道盒

由高频组件的前置中频放大器输出的中频信号(30MHz)经50m电缆送至室内主控箱中的中频通道盒，由3级单片放大后经功分器分成两路。一路为测距支路，信号被放大到一定电平后，解调出800kHz视频脉冲(距离信号)，送到测距分系统，以完成测距功能，其幅度为2～3V(图略)，同时再将此信号检波、放大后得到AGC检波电压，送到探空通道单元(11—1板)。一路为角支路，在此支路中信号被放大、鉴频后输出AFC鉴频信号；该支路中的中频信号还被分出一部分检波后，输出角误差信号送至天控系统。最终两路信号都送到探空通道单元。

按照L波段雷达信号接收流程，前段线路和相关部件经检查发现均不存在故障隐患，故障基本定位在中频通道盒和高频组件内部电路或者在天馈线部分，由于中频通道盒没有备件，不能直接更换发现故障，只能按照中频通道盒的方框图(图2)进行逐一检查，主要针对电压、距离信号、角信号、主抑触发、AGC、AFC、气象电码等信号的检查。

  

图2　中频通道盒方框图

首先检查中频通道盒插座接口特性是否正常，其中3头和7头分别是-15V和+15V供电正常，用示波器检查发现测距支路输出距离信号波形不正常。由于距离信号从中频通道盒输出直接送到发射显示板(11—2板)作为距离跟踪显示信号，同时送到测距单元(11—3板)作为距离自动跟踪回答信号，所以以此判断故障现象是由中频通道盒距离信号不正确导致的。从中频通道盒方框图中可以看出，距离信号是在N7模块(AD811)之后输出的，于是将重点排查N7模块之前的电路。首先检查AD811芯片上±15V电压是否正常，发现+15V供电不正常，而AD811的+15V是通过R15电阻的一端进行供电的，经检查发现R15的一端+15V电压也不正常，但是中频通道盒插座接口上的供电却是正常的，于是将故障定位到R15上，检查发现R15贴片电阻的一端虚焊接触不良，将R15重新进行焊接后进行测量，发现+15V电压恢复正常，示波器4个亮点也变成4条亮线，至此故障彻底排除，后面雷达接收系统的天馈线组成部分也就不必再进行故障检查。

4　总结

内蒙古L波段探空雷达数量多，业务运行时间长，在长期的维护保障工作中发现雷达接收系统故障发生频次较高，引起接收系统故障的原因较多，如天线馈线、和差箱、高频传输线、高频组件、中频通道盒、探空通道单元、天控单元等环节出现问题都会造成雷达接收系统故障。在故障排除过程中可按照接收系统信号流程，对系统各组成部分进行逐一排查，最终确定故障发生点，从而修复雷达故障。本文通过一例典型的雷达接收系统故障，详细阐述了故障发现和排除过程，并就如何使用仪表对雷达各组件进行正确测试进行了介绍，希望能在以后的雷达接收系统故障排除过程中提供经验和技术支持。

三是导致跑部钱进，滋生腐败。由于很大一部分专项转移支付的分配权掌握在中央各部门手中，这些部门的自由裁量权相对较大，在专项转移支付总额一定的情况下，地方政府客观上形成了“专项竞争”，想方设法接近这些部门，希望获得专项资金，这就是人们常说的“跑部钱进”现象。由于专项过多，中央层面监督乏力，地方在使用专项资金中出现了不和谐因素。虽然目前中央财政94%的转移支付资金按照因素法分配，有效堵住了“跑部钱进”的漏洞，但只要专项转移支付的分配存在随意性和分散性，这种状况就很难根治。

参考文献

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[5]赵卢霞，王丽，张小刚．L波段高空气象探测系统特殊问题处理方法[J]．气象与环境科学，2009，32(S1)：347-350．

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