CESSNA525机载气象雷达原理及维护分析

摘 要 航空业日新月异的发展对各个航空设备的技术需求日益增长，机载气象雷达用于探测前方航路的气象目标、地形等，当航路上存在对飞机的威胁性的气象目标时，会通过显示器显示出来提醒飞行员作好航路规划和相应的措施。文章描述了机载气象雷达各部分的基本组成和简单的陈述了探测气象目标的原理并结合实际工作讨论一些维护经验和维护特点。

关键词 机载气象雷达；湍流；维护

中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0080-01

气象雷达在现代航空飞机保障安全飞行起着很大的关键性和辅的作用，是现代航空各种不同机型不可缺少的航空电子设备。通过机载气象雷达可以扫描到的机头前方航路的气象情况在PFD和MFD上显示出来，供给飞行人员参考，并以例如品红色等鲜艳的色彩标示出会对飞机安全有威胁性、损伤性的气象状况，以便飞行员采取相应的措施保障航途的安全和给旅客提供安全、舒适、顺畅的飞行旅途。

CESSNA525的气象雷达组件位于机头前方的整流罩（又称：雷达罩）内，其包含了接收机、和平板型的波导缝阵天线。雷达罩对于雷达波有良好的穿透性并起安全保护气象雷达以使其工作环境良好的功用。接收机是气象雷达的核心部件，用以产生足够功率的、周期性的矩形脉冲射频信号以及接收伴随噪声杂波的微弱目标信号并经过放大、滤波等一系列处理，最后将目标回波信号转换成一定幅度的视频回波信号或视频数据，输往显示器或其他形式的终端设备。

1）因为具有一定体积的金属物体能够发射气象雷达波、具有一定空域体积的液态云雨区也能产生气象回波，这就是通过建筑物等得散射特性及气象目标的回波特性来判断出航路前方是否安全。

2）判断气象目标的距离和方位也很重要。通过设置天线俯仰旋钮，来设置天线扫描平面，从而扫描出机头前方扇形区域内的气象目标。并在驾驶舱的显示器上通过距离标志圈显示出，它是气象目标的显示标尺，同时距离标志圈应尽量窄，以减小对较小目标图像的正常显示的影响。天线在设置平面的往复扫描确定气象目标的方位，并通过回波信号来确定目标所在的雷达波束的方位指向，信号送回显示器上准确的显示出目标的所在方位。雷达罩内的天线除了天线本身外还有天线基座。雷达天线是12英寸的平金属板有许多发射槽阵列，其功用是用来发射和接受射频脉冲信号。天线基座是水平安装在支架上的，它的机电部件和放大器用来驱动天线进行对前方航路的方位扫掠和补偿俯仰的修正运动，使天线扫描始终是保持“水平面”的。

不管什么型号的机载气象雷达，几乎都具有以下七个功能。

1）探测前方航路上扇形区域的气象目标，例如冰雹、降雨、雷暴、湍流、风切变等。

2）探测夹带雨粒的湍流区域。

3）切变的探测。

4）机头前下方的地形特征，例如：高山、河流、平原、丘陵、城市建筑群等。

5）探测航路上突兀的障碍物，例如：高耸的山峰、摩天大楼等。

6）显示由其他系统输入的文字或图形信息。

7）雷达导航信标的作用。

机载气象雷达在工作原理上相对简单，但在实际使用与维护中却相对复杂得多。在使用上，气象雷达需要根据实际情况不断进行量程、俯仰、增益上的合理调整，才可获得精确的气象目标信息。在维护上，它不像别的航空电子设备需要经常的拆装、清洁、效验，它的使用时段与季节有密切的联系，所以也要有时间上的针对性检查和定期的预防维护才是合适有效的方法。例如：由于气象雷达安置于雷达罩内，雷达罩有效的预防了外界因素对雷达组件的外部破坏（碰撞、灰尘污染、雨水腐蚀等），保障了雷达组件的正常有效的工作，所有我们都是在每1000小时定期维护中将雷达罩拆卸下来，对其上面四根避雷条的电阻进行测量，如果阻值不在规定范围内，应进行相应的更换。还有就是雷达罩外部漆面的保养工作，以及雷达组件安装工作。像这样结合定期检查的简单维护保养工作大大降低了气象雷达的故障率。

根据所查资料和手册的核实，总结出以下几条气象雷达维护经验。

1）根据四川盆地的天气特点，危险极端天气一般在夏季时间，大致是5-9月份。此时容易发展出具有危险性的浓积云，雷暴天气。所以这段时间缩短气象雷达的维护周期和间隔，每天航前航后的气象雷达罩外部检查是减少气象雷达故障的行之有效的手段之一。

2）排除气象雷达的重复故障，应尽量询问飞行员航路中气象雷达的使用情况，航路上的天气状况。

3）系统的自检测试不能完全清晰的反映问题，必须进行实际的开机检查，通过不同的对比测试，分析数据来解决问题。雷达测试不能少于20分钟。但同时有几点需要注意不能使用气象雷达否则将导致人员伤亡、收发机损坏等。①当飞机加油或抽油时；②当在飞机前方区域300英尺或更小范围内有飞机加油时；③机头前方50英尺范围内有人员或是在飞机前方180度距飞机300英尺区域内有大型金属物体，例如：机库、飞机、汽车等。

4）雷达罩是容易被忽视的一部分，它是由对雷达辐射波有透彻能力的蜂窝材料构成，雷达罩结构的分层、破裂，会导致蜂窝厚度的变化，还会积聚水分。降低透射能力，甚至使雷达的辐射方向性畸变。定期检查雷达罩是很有必要的。

5）雷达罩是不可忽视的一部分，它状态的良好直接影响着雷达辐射波的穿透性，雷达罩结构的分层、破裂会影响蜂窝厚度，还会积聚水分。所以在结合定期维护中的拆卸检查和保养工作，以及航前航后的外观检查是必不可少的，也是有效预防其畸变导致性能下降的方法。

6）作为一名维修人员，还必须了解一定的航空气象学知识。了解各种云的形成特点，哪些云对飞行安全有危害，这有助于与机组之间的故障交流，有助于随机故障观察时更好地发现

问题。

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