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气象雷达故障分析

A320飞机雷达系统常见故障分析与维护

姚超峰刘静

(东方航空公司宁波分公司浙江宁波 315000)

摘要:本文介绍A320飞机雷达系统常见故障的分析与维护。

关键词:A320飞机雷达系统常见故障

中图分类号:v267 文献标识码:A

一般来说, 在机务维修中, 对飞机出现的故障的处理应该不是很复杂。首先, 了解故障产生的现象, 然后按故障隔离手册对故障进行一步步隔离, 找出故障根源, 最后按维护手册处理即可。由此我们认为, 机务人员的基本要求便是根据具体问题能进行具体的分析, 熟练地运用各种资源, 如手册、工具、设备等。

机务维修中的实践使自己和团体能得到丰富的经验, 经验的积累对维修行业来说显得特别宝贵。有了丰富的经验, 你可以在别人都感到无计可施的时候轻而易举地使问题得到正确、迅速、有效的处理, 以达到事半功倍的效果。下面我们介绍一些平时对雷达故障的处理情况, 以供大家参考。

虽然不同厂家生产的雷达有不同的特点, 但基本原理相同。我们公司选用的RDR-4B型气象雷达是美国联信 (ALLIED SIGNAL) 公司于20世纪90年代中期研制开发的产品, 设计思想先进, 功能卓越, 不仅具有普通气象雷达对降雨、地形和湿性湍流的探测功能, 此外还具有对低空风切变的预警能力。其主要部件为收发机、天线驱动组件、天线、波导、控制面板及显示器(未装载显示器的, 图像在正副驾驶导航显示器上显示)。A320飞机可以提供各种系统的PFR(航后故障报告), 根据这个报告机务人员可以很方便地对故障进行正确处理, 但故障报告和故障隔离手册也不是万能的, 因为很多故障具有复杂性和多变性, 所以具体问题需要具体的分析。

在我们的维护过程中, 常会碰到这样的一个情况飞机打印出来的航后报告中有这样的一条信息:“NAV:PRED W/S DET FAULT” , 但机组却未有反映, 地面自检也没有问题。需要说明的是, 风切变探测主要是在飞机上升和下降时对飞机前方垂直运动强气流进行探测, 因为飞机此时离地面非常近, 留给飞行员反应和操作的时间很少, 所以如果没能探测到的话飞机便会极度危险。在探测过程中, 无线电高度收发机送过来的高度信号起着举足轻重的作用。雷达根据高度的范围做出判断以发出警告、警戒或提醒信号。但在飞机速度低于100节, 离地平线高度低于50英尺时, 风切变警告将会被抑制掉。高于1200加英尺时, 三种警告都不会产生。而当飞机高度小于2300英尺时, 即使此时雷达没有打开, 风切变功能也将会自动激活(但此时风切变功能开关一定要打到自动位)。

正是由于这个原因, 飞机在空中飞行时, 如果收发机接受到信号要求对前方风切变进行探测, 但由于人为的原因无法完成这个任务时, 便会产生故障报告。此时对机组来说没有任何视觉的和语音上的警告, 是一条虚假信息。如果自检正常则不需要进

一步的工作。但如果收发机的风切变功能真的失效, 信息将会直接显示在显示器上, 同时产生故障报告。这也是空客没将此信息列人为过滤的信息的原因之一。

再说一说我们曾经碰到过的一个比较常见的雷达故障现象。机组反映在空中能明显感觉得到飞机前方气象情况很糟糕, 但雷达却没有任何显示。地面没有任何故障报告, 自检也均正常。后来更换了收发机, 但没有任何效果, 再接着更换了雷达天线驱动组件之后, 故障便彻底排除了。

一般认为, 雷达没有显示是因为收发机的原因, 因为收发机是雷达系统的核心, 信号的产生与接收都是由收发机控制, 而天线驱动组件的主要功用是得到收发机送出的由波导传过来的控制信息, 使天线能在飞机左右上下进行扫描, 所以接收不到信息的原因可能和驱动组件的关系不大。但该故障的根源却恰恰就是天线驱动组件。第一次打开该雷达罩发现里面很多水, 更换了驱动组件后便正常了。

在这里, 我们提出这样的一个问题为什么?

天线驱动组件主要由方位角驱动部分和仰角驱动部分组成, 驱动的核心便是驱动马达和旋转关节。其中旋转关节使天线能在上下和左右自由转动, 同时天线接收到的微弱的回波也经过和关节相连的波导管送到雷达无线收发组, 因为回波信号是极其微弱的, 这中间不能出现任何差错, 当雷达罩的封严效果不好时, 便有水气进人到内部, 而在天线旋转过程中, 便会导致微弱的水气进人到波导管中, 进人到波导管中的水气即使很少, 也会导致波导中波束反射的角度不能沿原来的方向进行, 因而不能接受并处理这样的回波, 当然也不能够产生任何显示了。

上面的这些处理情况希望能够给大家一点帮助, 故障的处理是正确的, 故障现象的解释只是个人根据故障现象并参考了维护手册做出来的解释, 希望能够得到大家的指点和帮助。因为故障处理完了并不就是万事大吉, 明白其中的道理才能使人得到一个飞跃, 也只有这样才能使机务人员的综合素质得到提高, 为民航事业做出贡献。

某型机载气象雷达显示器常见故障检测与维修

长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）题目：某型机载气象雷达显示器常见故障检测与维修学生姓名李海勇系别航空装备维修工程系专业飞机控制设备与仪表班级机载0901班学号200900141052 指导教师尹倩倩老师职称讲师二0一二年五月二十日长沙航空职业技术学院

长沙航空职业技术学院 2012 届毕业生毕业设计（论文）任务书学生姓名李海勇学号200900141052系别航空系班级机载0901 指导教师尹倩倩老师设计（论文）题目：某型机载气象雷达显示器常见故障检测和维修1.总体设计提纲：（1）机载气象雷达系统的组成及其各部分的作用；（2）气象雷达的探测原理和显示器的显示原理；（3）气象雷达显示器的组成和工作原理；（4）举例分析了气象雷达显示器常见故障的检测和维护；（5）彩色显示器常用的检修方法。 2.阶段设计任务：第一阶段：拆装某型飞机机载设备，查找相关实物及资料；第二阶段：查找相关文献资料，写出初步设计论文大纲；第三阶段：开始论文的落实，并将论文初稿交老师修改；第四阶段：再次查找资料并进行论文的查错及补漏； 3、技术和量化要求：机载气象雷达显示系统是机载重要的显示系统之一。雷达显示系统需要数据采集器/集中器，显示管理处理器，字符/图形发生器，显示单元等组件。所以要想做好气象雷达显示器常见故障的检修工作就必须了解或掌握气象雷达整个系统的工作原理，除了这些还得需要掌握显示器组成和各个部分工作的电路原理，掌握必要的故障检测方法。 4、参考文献和资料目录：[1] 空客飞机制造公司飞机维护手册 [2]民用航空电子系统 [3]彩色显示器常见故障及检修

6、多普勒天气雷达原理与应用

第六部分多普勒天气雷达原理与应用（周长青）我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品第一章我国新一代天气雷达原理一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）。二、了解电磁波的散射、衰减、折射散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。三、了解雷达气象方程在瑞利散射条件下，雷达气象方程为：其中Pr表示雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表示水平和垂直波宽，λ表示雷达波长，K表示与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降水相态。四、了解距离折叠最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。五、理解雷达探测原理。反射率因子Z值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。反射率因子（回波强度）：即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。意义：一般Z值与雨强I有以下关系：层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模

雷达故障分析

波导开关和波导管导致的雷达故障分析作者：万海焰杨祝平进入夏季，雷雨频发，气象雷达作为飞机自备的气象导航设备，对于飞行员饶飞雷雨区、保障飞行安全的重要性不言而喻，其作为飞行员的眼睛的作用非常突出，本文从实际例子出发，简述波导开关和波导管导致的气象雷达故障，文章结尾提出维修建议，仅做参考。一、故障现象：机组空中反映右气象雷达故障，空中选择右侧雷达时无雷达图像，该机前一航班已反映该故障，并在北京更换右雷达收发机，且测试正常。二、故障处理过程地面在CMC上测试右侧气象雷达通过，但选择气象位测试右侧雷达却无雷达图像，判断波导电门故障，更换电门后测试雷达图像正常。这不禁让人疑惑，为什么CMC上测试能通过，而实际上右侧气象雷达失效，下面就雷达系统原理简要作一分析。同时此次飞机故障还发现了从波导开关出来的第一段公共波导管裂开损伤，已经穿透波导管，如下图所示，因无波导管备件，临时修复执飞两个航班正常，后因波导管在振动情况下裂开程度加大，导致了波导在波导管里传输时射频能量损失，出现波形失真，当损失足够大时，就会导致发射的雷达射频波能量很少，从而接收的雷达回波经过二次损失也会很弱，进而导致无雷达图像情况的出现，这也是在平时维护过程中应极力避免的，因为每次拆装波导开关都需要拆装该波导管。

三、故障原理分析 747-400飞机的雷达系统是一个相对独立的系统，其输入信号有惯性基准组件IRU、大气数据计算机ADC、无线电高度表RA、EGPWS 和TCAS等,其中，左和中IRU给左雷达收发机提供稳定信号，右和中IRU给右雷达收发机提供天线稳定信号；ADC提供空速、地速和偏流角以计算风切变；RA提供高度信号以自动启动前位风切变；EGPWS、TCAS和WXR三者的警告有相互级别不同的抑制作用。 747-400飞机的雷达系统由雷达收发机、雷达控制面板、EFIS控制面板“WXR”开关、波导管、波导开关、雷达罩、天线和天线驱动组件组成。因为本次故障现象中，左侧气象雷达使用正常，这就排除了两部雷达收发机收发回路公共部分故障的可能性了，即波导管公共部分（波导开关出来至天线部分）、天线和天线驱动组件均无故障。故障的可能性集中在雷达收发机、控制面板、波导开关和下图的从波导开关至右侧雷达收发机之间的雷达反馈波导”R/T FEEDER W A VEGUIDE”,通过串件或地面CMC测试都可以排除雷达收发机、控制面板的故障可能性。下面重点分析下波导电门。

多普勒天气雷达原理与业务应用思考题

1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测；四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度；、：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离；：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。答：定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=

多普勒天气雷达常见故障分析与维修

多普勒天气雷达常见故障分析与维修发表时间：2018-10-23T15:34:09.080Z 来源：《科技研究》2018年8期作者：汪鸿滨 [导读] 并提出相应的维修维护措施，以确保多普勒天气雷达始终可以保持正常运行状态。（甘肃省天水市气象局甘肃天水 741000）摘要：本文主要根据甘肃省天水市气象局多普勒天气雷达运用实际，对多普勒天气雷达运行中常见故障进行分析，并提出相应的维修维护措施，以确保多普勒天气雷达始终可以保持正常运行状态。关键词：多普勒天气雷达；常见故障；分析；维修维护引言多普勒天气雷达是综合气象观测系统的重要构成部分。随着科学技术的不断发展，多普勒天气雷达已经在我国大多数区域广泛运用，多普勒天气雷达的使用大幅度提升了气象要素以及各类天气现象探测业务的准确性，为中短期临近天气预报、灾害性天气的监测预测等气象业务的开展提供了更为有价值的资料依据，在气候监测以及气象预报中占据着举足轻重的地位。但是，在多普勒天气雷达实际运行过程中，有时候也会发生一些故障问题，在很大程度上影响了探测业务的顺利开展。基于此，本文针对多普勒天气雷达运行的常见故障以及维修维护措施进行分析，以进一步提升地方气象探测业务水平。 1.多普勒天气雷达组成以及运行原理多普勒天气雷达属于一种高性能的数字化雷达，它主要由天线、天线罩、发射机、接收机、信号处理器、伺服系统、波导管以及显示器等部分组成。多普勒天气雷达采取全相干体质，共有七种型号，其中S波段有三种型号，分别为SA、SB、SC；C波段有四种型号，分别为 CINRAD-CB、CC、CJ 和 CD。多普勒天气雷达运行原理：主要利用电磁波探测同目标物之间的距离和特性的无线电设备，散射是雷达探测大气的基础，天气雷达主要是在检测大气中散射波对目标物的性质进行测定。散射是电磁波照射到折射指数不均匀的物质上造成波传播方向发生变化的现象，其实质就是电磁波激发物质内部振动发射的次波不能被完全抵消。雷达在接收到散射电磁波的振幅、频率、相位等的信息后，可以很容易的获取到相关的天气系统。 2.雷达天线故障分析与维修雷达天线在运行中时常会发生一些故障，所以需要注意日常维修维护。（1）雷达长时间运行，天线罩内部的机械部件会出现锈蚀，使得雷达运行出现故障。所以需要确保空气处于干燥状态且要求通风良好，防止机械部件出现锈蚀问题；（2）应对天线转轴部位实行年检，时常对油脂进行更新，及时查看磨损状态。对于俯仰箱内的轴承以及方位主轴等关键部件应该着重进行维修维护。在对油脂进行更新的时候应该注意，更新之前，应该提前利用汽油对残余油脂进行清洗，避免磨损之后的金属杂质被又一次带入轴承。此外，流环上的绝缘层特别容易因天线的转动时间长而出现磨损铜屑，进而致使出现短路，产生打火被烧毁。最科学合理的防御方法是采取酒精对汇流环以及弹簧触片进行清洗，在进行清洗时防止弹簧触片变形。在重新装设时重新对其压力进行调整，导致弹簧触片受力比较均匀，呈良好的接触状态。（3）为了避免发生故障时无法及时对相关部件维修更换，对气象探测业务造成不利影响，气象站应提前准备好方位电机的碳刷等配件。 3.发射机系统故障分析与维修雷达发射系统故障通常有以下几个方面。（1）发射机无法正常运行，调制脉冲故障、调制脉冲过流。故障分析及维修方式：出现处理故障后，及时对雷达作系统故障复位，则故障得到排除，系统也能够正常运行，这表明监控系统所检测到为虚故障，也即是是因为对雷达系统内的部分检测点所设定的开关量比较灵敏，若检测值与设定值不一致，常常会形成虚报故障，但是系统的元件并没有损坏，因此，雷达监控系统一旦检测到有故障时，通常应先采取故障复位的措施进行处理，假如无法恢复正常，则需要对故障问题认真检查处理。（2）雷达系统作出“准加高压”的提示之后，而加高压时候雷达电源空气开关跳闸。故障分析及维修方式：通过分析发现，调制机柜内部的禁止脉冲信号出现接头接触不良的情况，导致脉宽调制器没有脉冲信号输进，致使调脉冲取样信号以及输出电压在短时间内均产生极大变化，导致调制脉冲波特别不稳，波形起伏较大，烧毁调制器IGBT模块，由此形成一反馈脉冲电流烧坏驱动板的驱动模块EXB841，还有二极管，系统中的控保电路为了避免器件发生损坏，将电源切断。针对上述故障，维修人员应该及时更换受损器件；对于输入禁止脉冲信号的接头需要利用酒精进行清洗之后旋紧，确保良好接触；采用示波器对EXB841进行更换之后需要调整好调制器触发脉冲。为了减少发生发生系统故障的发生频率，需要定期将高频柜打开，清理灰尘、杂质，确保绝缘度；查看各监测仪数据显示是否正常，查看全部的插件是否插接良好，各类电缆接头位置是否旋紧，特别是高压点应该保持紧固，查看是否存在打火的状况，一旦发现故障问题应及时进行维修处理；此外，需要确保机房的干燥性，避免金属器件受潮氧化生锈而受损引发故障。 4.接收系统故障分析与维修监测子系统没有故障提醒，但是终端没有回波显示。故障分析与维修：没有故障提示，表明系统内所设定的监测点的器件运行正常，在查看的时候暂且不考虑，需要先检查没有设置监测点的器件。通过对故障表现形式分析能够判断故障可能发生在没有设定监测点的回波通道上。对接收机的回波通道进行分析能够找出故障发生原因。接收机的前置放大器采取的IFD,但接收机前段模拟部分总增益只有43DB,所以测试接收机信号时，均无法像采取模拟接收机那样，直接检测接收机，需要在终端以及信号处理器观察以及检测。通过小功率计检测可知MSTC前能够接受到回波信号，在这之后则没有信号输出，由此可以判断MSTC微波组合有所损坏。因此，需要及时更换受损的MSTC微波组合，之后在终端上选择MSTC微波组合的控制状态。 5.伺服系统故障分析与维修伺服系统经常会发生天线动态错误报警，导致雷达强制待机的故障问题。一般发生此类故障的原因比较多。因此，工作人员需要采取由难到易的方法展开检测。首先需要对雷达碳刷以及滑环进行清洗，若故障仍然没有得到有效排除，可采取 RDASOT 软件对不同方位以及仰角的连续转动情况进行检测；若有错误信息存在，但是方位准确，仰角发生抖动以及角码闪烁的时候则表明仰角有问题，需要继续对电

319气象雷达的使用

飞行中雷达使用应当避免进入已知的颠簸并伴有积雨云区域。良好的雷达天线俯仰角度设置对于准确地判断和评估积雨云的垂直分布时非常关键的。通常增益应该在AUTO 位。不过，使用人工增益可帮助机组评估整体天气情况，特别时在大雨中，气象雷达图像已经饱和，使用人工增益是非常有效的，降低增益有助于机组识别降雨量最大的区域，通常这些区域与活动的积雨云团有关。使用人工增益后，应将其恢复至自动（AUTO）。以恢复最佳的雷达灵敏度。回波较弱不是机组低估积雨云的理由，因为只有积雨云的潮湿部分才能被探测到。必须尽早做出规避积雨云的决断，理想情况是在上风处20海里位置做水平避让。气象雷达有两个主要功能： ? 气象探测功能 ? 地图功能气象探测是主要的功能，雷达可以探测到降水的水滴。回波强度取决于水滴的大小、成分和数量（例如相同大小的水滴反射的回波强度是冰粒的五倍）。因此气象雷达不能探测到微小的水滴（比如云或雾）或者没有水滴（比如晴空颠簸）的气象情况。地图成像模式是辅助功能，在此模式下，雷达比较发射信号和接收信号之间的差异。差异较大的容易绘图成像（比如山区或城市），差异较小的不易绘图成像（比如平静的海面或平坦的陆地）。飞行机组使用下面控制方法操纵雷达。

天线仰角雷达天线和地平线之间的夹角就是天线仰角，与飞机的俯仰和坡度角无关。使用惯性基准系统（IRS）数据使天线稳定。为了帮助避开危险气象条件，考虑到飞行阶段和ND的范围，合理设定天线仰角很重要。通常回波显示在ND的顶部即表示天线仰角适当。如果扫描范围过大，当雷达波扫描雷暴云泡的上部时，可能无法探测或低估雷暴云泡。这是由于在高高度，云泡中可能有冰，因此反射较弱。在飞行中选择自动能确保合适的仰角管理。注意：在巡航中，MULTISCAN提供前方天气的大范围扫描，也就是显示位于和低于飞行轨迹的天气云团。在前方天气不明朗或显示出乎意料的天气时，为了判明情况，机组可以暂时使用人工天线俯仰调节以确认天气是否与飞行轨迹有潜在冲突。增益当MULTISCAN选择器设置到AUTO时，必须使用人工增益选择（+8）。可以人工调谐增益以探测在ND上显示红色的云团的最强部分。如果缓慢地降低增益，红色区域（3级回波）缓慢变成黄色区域（2级的回波），同时黄色区域变成绿色区域（1级）。云团最后转为黄色的部分是最强区域。然后，增益必须重新设置到+8。模式操作模式有WX，WX+T，TURB，MAP。 WX+T或TURB模式是用来探测湿颠簸区域，TURB模式探测在40海里内的湿颠簸，并且不受增益的影响。TURB模式被用于区分颠簸和强降水。 GCS

雷达总结

雷达气象学是一门与大气探测、大气物理，天气系统探测相关联的学科 Radar：通过无线电技术对目标物的探测和定位。测定目标位置的无线电技术范畴气象雷达:是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达，“千里眼、顺风耳”。雷达气象学：利用气象雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。气象雷达的分类：探空雷达、测雨雷达、声雷达、多普勒雷达、激光雷达南方：S波段为主，北方：C波段为主雷达机的主要构成 RDA -雷达数据采集子系统RPG -雷达产品生成子系统PUP -主用户处理器子系统其次包括：通讯子系统、附属安装设备RDA 主要结构：天伺系统、发射机、接收机、信号处理器定义：用户所使用的雷达数据的采集单元。功能：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基数据。雷达的硬件系统！ RDA的扫描方式：雷达在一次体积扫描中使用多少角度和时间。 RDA的天气模式：1.晴空模式：VCP11或VCP21 2.降水模式：VCP31或VCP32 新一代雷达：降水模式 VCP：雷达天线体扫模式 RPG（雷达产品生成系统）定义：（指令中心）由宽带通讯线路从RDA接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种雷达数据产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户功能：产品生成、产品分发、雷达控制台（UCP） PUP（主用户处理系统）功能：获取、存贮和显示雷达数据产品。预报员通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上用处：(1)产品请求(获取)，(2)产品数据存贮和管理，(3)产品显示，(4)状态监视，(5)产品编辑注释。粒子对电磁波有散射，衰减，折射的作用散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气介质或云滴、雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些介质或粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射现象。主要物质：大气介质、云滴、水滴，气溶胶等。其它散射现象：光波、声波等散射的类型：瑞利散射：d<<λ；米(Mie)散射：d≈λ 瑞利散射散射函数或方向函数：后向散射能量：雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷达方向（θ＝π）的那一部分能量，这部分能量称为后向散射能量。瑞利散射性质 ①粒子的散射能力与波长的四次方成反比。波长越短，散射越强。 ②粒子的散射能力与直径的6次方成正比。粒子半径越大，散射越强。 ③粒子的前向散射和后向散射为最大，粒子无侧向散射。散射截面为纺锤形。散射截面或后向散射截面定义：设有一个理想的散射体，其截面为σ，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，该理想散射体散射回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面σ就是实际散射体的后向散射截面。意义：用来表示粒子后向散射能力的强弱。后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越强，在同样条件下，所产生的回波信号也越强。反射率η：单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和。反射率因子（Z）：Z的不同取值，意味着不同天气状况。通常Z的取值从0dBz~70dBz，因此要求天气雷达必需有非常大的检测范围。新一代天气多普勒雷达的接收机动态范围是90~100dBz以内。

A320系列飞机气象雷达系统

A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。一、机载气象雷达系统的组成机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：

雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。二、气象雷达对目标的探测机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并

将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成，由于冰晶是不良的雷达波反射体，所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成，所以在雷达上几乎不可见。另外，正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波，如图2-1所示：

美国气象部门实际使用气象雷达历史

美国气象部门实际使用气象雷达的历史第一部分新一代气象雷达出现之前时期摘要文章叙述美国军事和民用气象部门使用风暴监视雷达的历史。全文分两部分，本文是第一部分。有关雷达在气象学方面的研究已有很长历史而且很有成效。然而已有过详细介绍。所以本文和第二部分通过介绍最初两台多普勒气象雷达，重点论述实用雷达气象学自从第二次世界大战中形成以来的发展历史。本文介绍新一代气象雷达出现之前这一时期的历史。本文附录介绍全文涉及到的大多数雷达的主要技术特性，这都是作者曾掌握的。 1.前言本文和第二部分叙述美国气象部门实际使用风暴监视雷达的历史。这是根据几位曾在不同时期参加或领导过实用气象雷达计划的人员的经验编写的。使用雷达来进行气象观测是在二次大战时期对雷达技术进行广泛研究结果而发展的。对这些早期发展的历史以及雷达气象学研究方面的历史，希兹费尔特(Hitsfeld 1986)、阿特拉斯(Atlas 1990)、罗格(Rogers)与史密斯(Smith 1996)等人已进行详细论述。比尔格(Bilger)等人(1962)和比尔格(1981)总结了当时称作美国气象局所进行的气象雷达计划的历史和状况。本文对这些资料进行了修改和补充。本文还讨论了由目前气象业务部门所进行的蜒究工作。从这些研究线索已找到实用雷达气象学的实际使用途径或者已经给它带来了很大效益。这里我们主要集中在风暴探测雷达的应用历史，以便于实际应用，例如对强风暴的识别。由于文章长度所限，除广泛使用着的单多普勒晴空风测量技术外，我们不讨论云层探测雷达，风廓线和大多数其它的应用。气象雷达在商业上的应用不在本文讨论范围内，乔金森(Jorgensen)和吉尔茨(Gerdes 1951年)举了一个很好的例子。最初，各种雷达系统由于密级问题，限制了它们在军事气象部门的应用。后来由于它们价格太高和结构复杂，又限制了它们在政府部门、军事和民用气象部门中的实际应用。不过后来，由于有了气象雷达系统的远程显示系统，

空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析

本科毕业设计（论文）空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析学院专业年级班别学号学生姓名指导老师 2014年5月

摘要空中客车A320是欧洲空中客车工业公司研制的一种创新型的飞机，其机载气象雷达是一种颇为有效的气象探测设备,可以探测飞机前方的降水、湍流和地形情况，还能预测风切变等，为人类的飞行活动提供重要的安全保障,是保证飞机飞行安全的重要电子设备之一。随着人类科学的快速进步发展,雷达技术在民航事业中得到广泛的应用。气象是影响飞行安全的一个至关重要的因素, 同时恶劣的气象又是飞机失事遇难的重要原因之一。飞机气象雷达系统用以在飞行过程中实时地探测前方航路上变幻莫测的气象状况，指导飞机沿着安全的路径飞行，保障飞行的舒适性和安全性,所以各大航空公司都重视气象雷达技术的研发。本课题研究和分析南方航空公司气象雷达系统故障报告，通过对雷达常见故障和对航班延误影响的统计和分析，总结排故经验，希望对日后在GAMECO公司的维修工作有一定得借鉴作用，增长自己的见识，为以后的工作打下坚实的基础。关键词：空客A320，气象雷达系统，飞行安全，故障分析注：本设计（论文）题目来源于教师的国家级（或部级，省级，厅级，市级，校级，企业）科研项目，项目编号为：

Abstract A320 is an innovative aircraft developed by Airbus Company, airborne weather radar is a kind of effective meteorological equipment, that can detect precipitation, turbulence and terrain conditions in front of the plane, can also predict wind shear, etc. To provide important security for human flight activities, is one of the important electronic devices to ensure flight safety. With the rapid progress of human science development, the radar technology has been widely used in civil aviation. Weather is a crucial factors affecting the flight safety, at the same time, the bad weather is one of the important reasons lead to a plane crash. Aircraft weather radar system for real-time detection of the front in the process of flight route on the changeable weather condition, to guide the aircraft flying along a safe path, ensures the comfort and safety of the flight line, so the major airlines attaches great importance to the weather radar technology research and development. This topic research and the analysis of the southern airlines weather radar system fault report, based on radar common faults and the statistics and analysis of the impact of flight delays, sum up the experiences of troubleshooting and hope for future maintenance work in GAMECO company has certain model function, increase my own knowledge, to lay a solid foundation for later work. Key words:Airbus A320, Weather radar system, Flight safety, Fault analysis

气象雷达塔站防雷设计浅谈

气象雷达塔站防雷设计浅谈郭思宝摘要文章通过实例分析，对气象雷达塔站遭受雷电损害的主要原因及可能的侵入途径作了阐述，同时对气象雷达塔站的防雷保护技术进行了相应介绍。关键词气象雷达塔站雷电波侵入雷击防护 1、防雷概述雷电是发生在因强对流天气而形成的雷云之间，云对大地之间强烈瞬间放电的自然物理现象。随着社会信息化进程的加快，微电子设备的普及，雷电灾害也随着社会经济的发展有逐渐上升的趋势，它所造成了损失也日益增大，雷电灾害是高科技信息时代所带来的必然结果，雷电灾害被国际电工委员会称为“电子化时代的一大公害”。据德国一家保险公司统计，在各种灾害造成的损害中，因雷电造成的损害高居榜首，全世界每年因雷电造成的损失高达十亿美元以上。雷电灾害是联合国国际减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的自然灾害之一。 2、气象雷达塔站实例简介及其防雷的必要性气象雷达塔站是气象部门用以接收气象卫星传输来的云图信息，并加以实时地报导当地气象情况的专业设备用房。本文通过某实例分析如图1，从而对其所处地理位置、地质条件、气象条件，自然环境诸多因素分析并确定其防雷等级，划分其防护区域，并从中得出气象雷达塔站防雷必要性的结论。该气象雷达站处于天水市北山顶端, 塔站海拔1640m,该场地属Ⅱ级自重湿陷性黄土地区,场地内无液化土存在,该塔站相对高度为30.4m,天线罩直径为8.6m(雷达天线直径为4.3m)。安装雷 HYA10(2X0.5)SC20FC YJV-(5X25)SC50FC H=1.OM PL1,BV(5X25)SC32引上至AL7箱 PL2,BV(5X25)SC32引上至XM7箱从发电机引入后引上至箱图1 塔站一层平面门厅 AL1 HA1 四芯多膜光纤电气竖井北

机场气象雷达

TDR 43-250 Weather Radar Brussels International Airport Weather Radar System Requirement: Provide low level wind shear detection for a major international airport. In addition, provide weather radar imagery and products for general meteorology and water management. Solution: A Radtec model TDR 43-250 C-band Klystron based weather radar system with a precision offset feed antenna, digital receiver, Sigmet RVP7 signal processor, Sigmet IRIS software and a network of workstations and radar display stations. The following photographs illustrate the system installation. Belgocontrol Antenna & Pedestal Being Setup For Factory Testing

Brussels International Airport Weather Radar System Radome, Antenna and support components prior to lifting into place.

机载气象雷达原理及维修特点分析

机载气象雷达的原理及常见故障分析【摘要】雷达的种类繁多，用途各异。机载气象雷达的基本功用是探测航路上的雷暴雨、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象区域。机载气象雷达(WXR)的安全性直接影响整机系统和飞行的安全。机载气象雷达是机载导航系统的重要组成部分，是民航客机上的一种重要导航设备。气象雷达出现故障极易造成飞机滑回、返航甚至坠毁等事故，因此必须加强对WXR 的维护。本论文通过对机载气象雷达（WXR-700）基本工作原理的系统性总结，来全面地理解机载气象雷达相关知识，并对常见故障进行了总结、分析。【关键词】机载气象雷达；WXR-700；故障分析【Abstract】There are many kinds of Radar,their uses are not the same.The basic function of airborne weather radar is to detect the route of thunderstorms, hail, wind shear, turbulence and other bad weather area.The safety of Airborne Weather Radar (WXR) directly affects the whole aircraft system and flight safety.Airborne Weather Radar is an important part of the airborne navigation system is an important navigation equipment of civil airplane. If there is something wrong with Weather Radar,it may easily cause aircraft sliding back,return airport even crashes and other accident,so we must enhance the maintenance of WXR. This article summarizes the working principle of WXR (WXR -700) briefly to understand the related knowledge of WXR,and analysis,summarizes the common faults. 【Key words】Airborne Weather Radar; WXR-700; Fault analysis

气象雷达站考察报告

汕头气象雷达站考察报告一、考察目的通过考察，了解气象雷达站的工作、雷达的工作原理及其应用，学会如何看天气雷达图，掌握雷达观测的基本知识。二、考察内容（一）考察地点：汕头气象雷达站是我国探测到热带气旋最多的雷达站汕头市地处低纬度，天气气候复杂多变，气象灾害频繁，气象探测预测任务繁重，是我省气象基本业务最齐全的市局，拥有国家基准气候站、高空站、气象雷达站、气象台、海洋气象台和汕头气象中心。其中汕头雷达站建站38年来，已探测到210多个热带气旋（台风）平均每年探测到6个，是我国探测到热带气旋最多的雷达站。近年来，汕头市先后建设了静止气象卫星中规模里利用站、极轨气象卫星资料接受系统、新一代多普勒天气雷达等综合探测系统和应用系统；建立了气象灾害预警信号发布系统、空气质量预报服务系统、气象影视制作、播发系统、气象信息公众决策服务系统。（2005年数据）

汕头气象雷达站工作内容：负责雷达探测及其资料的分析、定位和上报，雷达设备的维护工作；负责粤东气象培训中心管理；负责阵地利用项目的日常管理工作；承担市局交办的其他任务。（二）基本概念雷达：是利用电磁波探测目标的电子设备。包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。其工作原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。气象雷达是专门用于大气探测的雷达。（三）具体内容 1.气象雷达发展历史： 1）20世纪40年代：萌芽阶段，主要观测回波的形状、移动速度、描述回波的形状、发展。 2）20世纪50-60年代：定量分析阶段，这一阶段也是常规雷达的发展时期，主要用来分析回波的降水强度和雷达反射率之间的定量关系。 3）20世纪70-80年代：雷达的数字化发展时期，将数字技术和计算机技术大量地应用到气象雷达中。 4）20世纪80年代后;新一代天气雷达的发展时期，多普勒雷达、双波长雷达、偏振雷达、风廓雷达等一大批新型雷达被用于气象探测。 5）汕头（我国）气象雷达发展大体经历了三个阶段：模拟天气雷达——数字化天气雷达——多普勒天气雷达未来发展方向：双极化、相控阵、多基地雷达 2.气象雷达的特点：

1多普勒天气雷达原理与应用

最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。五、理解雷达探测原理。反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 0lg 10Z Z dBZ ?= 360/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系：层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。第二章天气雷达图像识别一、掌握多普勒效应多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化，也称为多普勒频移，其与目标的径向运动速度成正比，与多普勒天气雷达波长成反比。二、了解多普勒天气雷达测量反射率因子、平均径向速度和速度谱宽的主要技术方法多普勒雷达利用降水粒子的后向散射与多普勒效应来达到对其探测的目的。通过发射信号与接收信号的延迟来测量距离，通过降水粒子的多普勒频移来测量其速度。反射率因子：雷达的反射率因子是降水粒子后向散射被雷达天线接收到的回波，为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和，反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多。