李艳琼
东方航空技术有限公司云南分公司 650200
摘要：机载气象雷达的基本功能是在飞行过程中不断向飞行员提供飞机正面和两侧天气状况和其他障碍物的显示图像。此外，气象雷达还可以提供飞机前方地形图，帮助飞行员识别地标，确定飞机位置，避免危险天气区域或其他障碍物。机载气象雷达作为飞机重要的机载系统，有利于保障飞机飞行的安全。基于此，文章分析了机载气象雷达的基本组成和工作原理，总结了机载气象雷达运行时的显示故障，分析并提出了有针对性的排除方法。
关键词：机载气象雷达；安全飞行；显示故障；排除方法
飞机作为一种交通工具已经成为人们使用越来越频繁的出行方式，但存在很多因素影响飞机的安全飞行，其中气象因素是一个至关重要的因素，尤其是在恶劣气象环境下的飞机坠毁事件不时发生。机载气象雷达是一种确保飞行安全的重要设备，实时地对飞机在飞行路线上的气象条件、降水、湍流、地物等障碍物进行探测，还可以预测风切变等，并反馈给飞行员其他障碍物的平面图形，为人类飞行活动提供重要安全保障，可以说是保证飞机飞行安全的关键电子设备。
1机载气象雷达的基本组成和工作原理
1.1基本组成
机载气象雷达组件主要由雷达收发机、天线、控制盒和显示器组成。在实际应用中，雷达驱动组件的左右扫掠需要由IRS（惯性基准系统）提供飞机姿态信号，用以保持雷达扫掠平面的稳定。倾斜和俯仰信号也可以由一个单独的垂直陀螺仪组件完成。雷达收发机由雷达发射机和雷达接收机组成，实际应用中的雷达发射机可以产生周期强微波脉冲信号，该信号通过收发开关和波导系统直接馈入雷达天线辐射中。雷达接收机负责接收和处理天线接收到的雷达回波信号，并将接收电路中获得的回调视频脉冲信号发送到显示器。
1.2工作原理
机载气象雷达根据目标反射电磁波的原理来确定目标的位置。物体反射电磁波的能力与物体的性质、大小以及电磁波的频率直接相关。目标物体电导率越高，反射面越大，回波强度越大。当目标物体的几何尺寸和波长相差较大时，反射能量会减弱。如果目标物体的反射面直径可以与雷达波的波长相比较，则反射能量也会显著增加。目前，用于天气探测的雷达工作频率一般在200MHz到10000MHz之间。气象雷达的工作原理具体包括：距离测定、方位测定、降水探测、湍流检测、风切变检测。
2机载气象雷达运行的显示故障分析
2.1雷达图像显示不正确
雷达图像显示不正确主要有三种原因：一是显示器故障，二是雷达收发机内部电路异常，三是天线或波导内部有灰尘等杂物。在维修的时候，首先要检查显示器，看显示器是否能正常显示，如果显示器出现故障，不能正常显示，就要及时更换显示器；然后检查插头、插座、波导连接等位置，发现松动，有异常情况应及时处理；最后，收发机、通风管道、波导、平板天线等要定期清洗。
2.2雷达图像目标失真
雷达目标失真故障会使显示器显示的目标呈现异常，导致飞行员判断失误，进而影响气象雷达的正常运行，目标失真故障可能是由雷达驱动故障引起的。在飞机正常飞行的情况下，气象雷达可以在正驾驶显示器和副驾驶显示器上正常显示，各自的控制面板分别由各自对应的开关控制。飞机的正驾驶开关和副驾驶开关控制线路相同，副驾驶位置控制线路故障会影响气象雷达收发机信号输出。如果正驾驶开关接通，气象雷达收发机运行，等于说副驾驶的线路已经接通了，如果气象雷达不能正确显示，可以确定问题的原因是气象雷达EFIS控制面板出现问题，应立即更换控制面板，并排除故障。
2.3雷达不扫描
雷达不扫描故障是由天线组故障引起的。
所述机械装置和电机构成天线组，两者的损坏可能导致雷达非扫描故障，进而对雷达运行造成不良影响。天线组有两个通道，扫描通道和俯仰通道，它们协同探测气象目标，扫描和俯仰通道满足不同操作模式的要求。扫描通道用于波束扫描，俯仰通道用于手动调整。电机为俯仰扫描通道提供反馈信号源，确保气象雷达系统的扫描速度保持在稳定范围内。飞机在飞行过程中，如果天线组的扫描通道无法扫描，将影响雷达天线的稳定运行，雷达图像将无法显示。
3机载气象雷达运行故障的排除方法
3.1雷达图像显示不正确的排除方法
当雷达显示故障时，首先要做的就是检查系统电源。供电系统运行正常时，应检查相应的控制驱动系统，并进行雷达操作试验。如上述工作完成后，故障仍未消除，则更新收发机，对雷达进行操作测试。运行测试可用于确定雷达各部件的正常运行情况，以确定故障位置，并采取相应的措施排除故障。收发机更新后，若雷达仍不合格，雷达测试完成后，更换收发机，重新测试，准确确定故障位置。当气象雷达不显示故障时，应先确定ND显示器的工作状态。若检测后显示无故障，应依次检查相关接入连接位置，确定故障位置。另外，为了保证雷达显示不出现问题，除了在故障发生后及时排除故障外，气象雷达组件也应定期清洗，以降低显示故障的概率。
3.2雷达图像目标失真的排除方法
气象雷达目标失真，显示一个大的灰色的目标，对于这种问题应集中探测雷达传动机构，让气象雷达系统EFIS控制面板显示正常气象图像。首先，快速连接EFIS控制面板的气象雷达位置开关，然后接通副驾驶的开关。飞机正常飞行时，气象雷达系统将正常显示在正驾驶显示器和副驾驶显示器上，控制面板由单独的开关控制。一方面，EFIS控制面板上的开关通过控制电路将气象雷达控制面板与二极管连接。另一方面，控制气象雷达信息正常显示在EFIS控制面板上。正驾驶位置和副驾驶位置的切换控制电路相同。一旦副驾驶位置的控制电路出现断路故障，气象雷达将影响收发机的信号输出。当正驾驶位置开关打开时，气象雷达收发机开始工作，即副驾驶位置的气象雷达线路已接通。如果气象雷达系统不能正常显示，则可以断定气象雷达EFIS控制面板出现故障，应立即更换，更换后故障消失。
3.3雷达不扫描的排除方法
对于飞机雷达不扫描的故障，有必要检查天线组的故障。天线主要由机械传动装置和电机组成，卡滞和电机损坏会导致雷达扫描故障。天线组的工作故障严重影响气象雷达系统的扫描，该天线组具有扫描和俯仰两个通道，用于同时检测飞机气象目标。扫描通道主要负责束波扫描，俯仰通道主要用于手动调节，以满足不同的工作模式。测速电机为天线俯仰扫描通道提供反馈信号源，确保气象雷达系统保持稳定的扫描速度。飞机在飞行过程中，天线组雷达天线和扫描通道应保持正常扫描，以保证气象雷达系统的正常显示。
4结束语
气象雷达是监测气象信息的主要设备，在气象探测领域起着非常重要的作用。气象雷达发射脉冲波，经目标物体反射后，再由雷达设备接收反射回波，然后测试目标物体的位置、方位和强度。在使用气象雷达时，应及时对设备进行检测和维护，以保证设备的正常运行。
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作者简介：李艳琼（1973.9.13），女，汉族，云南嵩明人，职称：电子助理工程师，学历：硕士研究生，研究方向：软件工程。