摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，雷達(dá)在氣象領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文主要根據(jù)雷達(dá)運(yùn)行實(shí)際，首先介紹了常見(jiàn)的雷達(dá)故障檢測(cè)方法，并重點(diǎn)探究了雷達(dá)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)故障;故障檢測(cè);故障診斷

引言

近年來(lái)，隨著科技的迅猛發(fā)展，雷達(dá)開(kāi)始在氣象學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。氣象雷達(dá)對(duì)強(qiáng)降雨、雷暴、冰雹、臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)進(jìn)行探測(cè)的重要工具之一[1]。為了獲得準(zhǔn)確、完整、可靠的天氣實(shí)況，就要確保雷達(dá)的穩(wěn)定運(yùn)行。一旦發(fā)生雷達(dá)故障，要及時(shí)進(jìn)行排除。隨著雷達(dá)設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，其自動(dòng)化以及智能化水平也得到快速提高，給雷達(dá)維護(hù)保障工作也帶來(lái)了極大壓力。雖說(shuō)我國(guó)的故障診斷研究起步較晚，但近幾年來(lái)取得了較大的突破，推動(dòng)了雷達(dá)保障業(yè)務(wù)的發(fā)展。本文主要對(duì)常見(jiàn)的雷達(dá)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)進(jìn)行分析，為今后更高效地排除雷達(dá)故障，提升雷達(dá)保障水平提供指導(dǎo)。

1雷達(dá)故障檢測(cè)方法

雷達(dá)屬于精密性儀器，大部分雷達(dá)裝置主要由天線、饋線、電源、發(fā)射機(jī)、信號(hào)處理機(jī)、接收機(jī)等部分構(gòu)成。雷達(dá)檢測(cè)比較繁瑣。通常情況下，雷達(dá)檢測(cè)方法包含2類：同步檢測(cè)與異步檢測(cè)。同步檢測(cè)主要指的是以雷達(dá)實(shí)際工況為重要參考開(kāi)展的實(shí)時(shí)故障檢測(cè);異步檢測(cè)指的是不以雷達(dá)的工況為參考，不分檢測(cè)時(shí)間的故障檢測(cè)。在雷達(dá)檢測(cè)過(guò)程中，必須根據(jù)不同狀況采取針對(duì)性的檢測(cè)方式。下面結(jié)合雷達(dá)裝置實(shí)際情況來(lái)闡述這同步檢測(cè)與異步檢測(cè)2類檢測(cè)方式。

1.1同步檢測(cè)

在雷達(dá)設(shè)備的特定功能結(jié)構(gòu)中，檢測(cè)設(shè)備將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到雷達(dá)設(shè)備。設(shè)備接收到反饋信號(hào)后，將通過(guò)雷達(dá)設(shè)備的各個(gè)模塊以檢查其工作條件。性能檢測(cè)是從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，通常通過(guò)同步檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此過(guò)程中，能夠發(fā)現(xiàn)每個(gè)模塊的輸入和輸出之間具備了映射關(guān)系。但是，由于目標(biāo)信號(hào)的隨機(jī)性導(dǎo)致每個(gè)模塊的輸入強(qiáng)度的隨機(jī)性，因此模塊在輸出端的反射也會(huì)呈無(wú)序狀態(tài)。如果在輸入過(guò)程中注重分析幾組常規(guī)信號(hào)、數(shù)據(jù)亦或信息之間是否存在沖突，則可以找出故障出現(xiàn)區(qū)域。尤其需要注意的是，在雷達(dá)工作期間無(wú)法進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。輸入測(cè)試信號(hào)或測(cè)試數(shù)據(jù)有2種特定方法。一種是強(qiáng)制觸發(fā)檢測(cè)。這種檢測(cè)方法為被動(dòng)檢測(cè)的類別。它的特點(diǎn)是依賴手動(dòng)觸發(fā)檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)是從要檢查的模塊的輸入端中輸入的，模塊的輸出端具有相應(yīng)的監(jiān)視特性。該方法可以檢測(cè)雷達(dá)信號(hào)處理器的多個(gè)模塊，但是僅限于較短的雷達(dá)檢測(cè)時(shí)間要求。此類檢測(cè)方法的缺點(diǎn)是在實(shí)踐中，如果數(shù)據(jù)流比較長(zhǎng)，在會(huì)對(duì)檢測(cè)工作帶來(lái)不利影響。所以，在具體實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)壓縮相關(guān)數(shù)據(jù)流以使數(shù)據(jù)流變短，之后獲得相應(yīng)的特征碼，經(jīng)過(guò)分析獲得故障信息，進(jìn)而找到故障的具體位置。另外一種是開(kāi)機(jī)觸發(fā)式類型。此方法與計(jì)算機(jī)自檢的形式非常接近。進(jìn)入系統(tǒng)之前，要全面檢測(cè)各硬件運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)要及時(shí)對(duì)測(cè)試反饋結(jié)果進(jìn)行接收，只有對(duì)全部系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù)都進(jìn)行了測(cè)試，且符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求后，系統(tǒng)才能運(yùn)行，有效地保證了系統(tǒng)在硬件上運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。此方式對(duì)故障檢出率較高，經(jīng)常檢測(cè)雷達(dá)設(shè)備與數(shù)據(jù)。

1.2異步檢測(cè)

電源故障的檢測(cè)是異步檢測(cè)的經(jīng)典示例。最為便捷的操作是使用不同的分壓組合將整個(gè)雷達(dá)設(shè)備的所有電源轉(zhuǎn)換成通用數(shù)字信號(hào)，然后將它們發(fā)送到相應(yīng)的并行端口進(jìn)行測(cè)試。如果結(jié)果為0，則表示存在故障;若結(jié)果為1，則表示電源工作正常。使用這種方法，可以簡(jiǎn)化功能，并且能夠在包括計(jì)算機(jī)的檢測(cè)設(shè)備中使用。電壓比較方法也可以用于通過(guò)電壓比較器連接到要測(cè)量的電壓輸出端子，若超過(guò)預(yù)定電壓值或者是較小的電壓值時(shí)，將有故障提示。聲光警報(bào)會(huì)提醒工作人員。該方法操作容易，具體操作可以通過(guò)硬件單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。電源的輸出也能夠從直流轉(zhuǎn)換為交流，然后通過(guò)通用接口或者網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接，以實(shí)現(xiàn)使用專業(yè)軟件確定正常，臨界以及故障狀態(tài)，并在故障出現(xiàn)前制定故障應(yīng)急處理措施，并在出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行事中干預(yù)以及處理，并在以后記錄故障，仔細(xì)研究并歸納經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以避免發(fā)生類似的故障[1]?，F(xiàn)代電源制造技術(shù)以越發(fā)成熟。電源質(zhì)量通常很好。然而，因?yàn)槟承└蓴_容易發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象。為了減少錯(cuò)誤警報(bào)，有必要增加硬件和軟件的改進(jìn)。高成本在很大程度上制約了此類檢測(cè)方法的發(fā)展。

2雷達(dá)故障診斷

雷達(dá)故障檢測(cè)工作是為了發(fā)現(xiàn)雷達(dá)的有關(guān)故障，確保雷達(dá)設(shè)備可以穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)現(xiàn)故障的基礎(chǔ)上診斷故障，利用現(xiàn)代化的檢測(cè)儀器設(shè)備，來(lái)準(zhǔn)確判斷故障的所處區(qū)域，同時(shí)剖析故障類別，確定故障的類型和出現(xiàn)時(shí)間，并進(jìn)行評(píng)估和制定計(jì)劃。故障診斷環(huán)節(jié)是利用對(duì)故障現(xiàn)象的分析檢查，準(zhǔn)確分析判斷故障類型，為以后的故障排除奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雷達(dá)故障的檢測(cè)和診斷與故障排除措施具有密切的關(guān)聯(lián)性。如果檢測(cè)到由電源供電的多個(gè)模塊一起發(fā)生故障，則可以推斷出電源出現(xiàn)故障。若檢測(cè)到信號(hào)源與提供信號(hào)的目標(biāo)單元均發(fā)生故障時(shí)，可以推斷出信號(hào)源出現(xiàn)故障。如果故障出現(xiàn)于同一信號(hào)之前和之后模塊上，則基本上能推斷出是前級(jí)故障，即使用故障樹(shù)原理找出故障的根本原因。在分析故障樹(shù)方法的時(shí)候，要注意對(duì)最終事件結(jié)果（頂端事件）的分析。最低端是導(dǎo)致故障的原因，一般稱為最低端事件[2]。在實(shí)踐中，結(jié)合特定的雷達(dá)設(shè)備，常常利用過(guò)去積累的各種故障診斷和處理經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行原因的分析和確定。所以，應(yīng)注意雷達(dá)設(shè)備的故障檢測(cè)與診斷技術(shù)，經(jīng)過(guò)綜合分析以及思量，可以不斷改進(jìn)診斷軟件來(lái)提升雷達(dá)故障檢測(cè)與診斷能力。

3雷達(dá)故障檢測(cè)診斷技術(shù)的新發(fā)展

3.1遠(yuǎn)程診斷

遠(yuǎn)程診斷方式的優(yōu)點(diǎn)是可以打破時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的遠(yuǎn)程檢測(cè)和診斷。它不僅使用先進(jìn)的遠(yuǎn)程故障檢測(cè)設(shè)備來(lái)提升故障檢測(cè)效率，在這一過(guò)程中還節(jié)約了人力資源和檢測(cè)成本，而且使得故障檢測(cè)時(shí)間大幅縮短。針對(duì)疑難故障檢測(cè)診斷的具體操作方式是：依托局域網(wǎng)亦或者廣域網(wǎng)的發(fā)展，憑借相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備將故障雷達(dá)設(shè)備遠(yuǎn)程與診斷設(shè)備進(jìn)行連接。通過(guò)廠家、診斷機(jī)構(gòu)和維修機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)故障設(shè)備，并傳輸診斷信息。設(shè)備恢復(fù)診斷信號(hào)后，接收到相應(yīng)的故障特征碼，并在診斷計(jì)算機(jī)上科學(xué)分析，同時(shí)結(jié)合專業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)對(duì)故障進(jìn)行處理。此類方法今后若可以廣泛推廣到雷達(dá)故障檢測(cè)與診斷中對(duì)于大幅提升故障檢測(cè)質(zhì)量和效率將有極大意義。

3.2故障診斷專家系統(tǒng)

雷達(dá)故障診斷相關(guān)技術(shù)專家的豐富經(jīng)驗(yàn)對(duì)雷達(dá)故障的檢測(cè)和診斷起到十分重要作用。從這些經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出的故障診斷專家系統(tǒng)在雷達(dá)故障診斷領(lǐng)域中意義重大。故障診斷專家系統(tǒng)主要借助于計(jì)算機(jī)對(duì)許多業(yè)內(nèi)專家的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行收集、總結(jié)以及梳理，并且探究專家的思維以及推理方法，憑借計(jì)算機(jī)完成對(duì)特定問(wèn)題的研究以及判斷，最后給出問(wèn)題處理的方法。在具體實(shí)現(xiàn)中，僅使用人機(jī)交互界面在計(jì)算機(jī)中輸入相關(guān)信息，系統(tǒng)即可使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)作出科學(xué)推斷[3]。但是，雷達(dá)設(shè)備的實(shí)時(shí)性要求比較高，當(dāng)前的專家診斷系統(tǒng)仍有改進(jìn)的余地。這就需要求有關(guān)技術(shù)保障人員根據(jù)人工智能以及其他相關(guān)現(xiàn)代化信息技術(shù)原理，不斷優(yōu)化故障診斷專家系統(tǒng)，進(jìn)一步發(fā)揮專家系統(tǒng)在雷達(dá)故障檢測(cè)與診斷中作用[4]。

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作者簡(jiǎn)介：呂柏霖（1996-），女，漢族，山西省晉中市太谷區(qū)人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。