雷达故障判断与设备维护

船舶导航设备维护

一、雷达故障查找及排除

雷达的故障查找及排除可以大致分为以下几个步骤：

( 一 )初步检查

1. 电源检查： 确保雷达系统的电源开关已开启，并且电源供应稳定。同时，检查电源线是否牢固连接，以及电源电压是否达到规定标准。

2. 天线检查： 检查天线是否能够正常旋转，确认天线电缆连接是否牢固，以及天线是否存在任何物理损伤。若发现雷达天线无法旋转，应进一步检查天线驱动电机是否运作正常，并确保天线电缆连接无误。开启天线防护罩，仔细检查内部连接端子和插孔是否完好。同时，检查天线防护罩上的橡皮垫圈是否出现损坏。注意：在接近天线防护罩时，请避免接触防护罩与单元之间可能松动的电缆。

3. 显示器检查： 确保显示器正常工作，显示亮度适中，没有明显的图像失真或黑屏现象。

(二)常见故障及解决方法

1. 无图像显示

当雷达屏幕无图像显示时，可以从以下几方面进行检查：

(1)检查电源是否正常。
(2)检查天线是否旋转，天线电缆是否连接良好。
(3)检查显示器是否正常工作，尝试调整显示亮度。
(4)检查雷达是否处于预备(Standby) 状态，如果是，按下“STBY/TX” 键切换到发射状态。
(5)从自检结果中查看磁控管是否达到使用寿命，若磁控管使用寿命接近终点需要更换磁控管。正常使用的磁控管更换依据：10kW 以下使用寿命可参考20000 h, 25 kW 以上使用寿命可参考4000h 。磁控管的实际寿命应参考雷达说明书。更换磁控管之前，维护人员应提前卸下随身磁性物件(如手表)。使用非磁性螺丝刀将其取下并更换新磁控管。新磁控管安装好后，打开电源，检查磁控管电压。完成“老练”过程。注意，磁控管内部是真空状态，需要轻拿轻放。
(6)将雷达置于发送状态后，检查磁控管电流，将测试结果与额定值比较，记录比较结果。正常情况下，当调整雷达量程时，随着量程的增大，磁控管电流也会有增大的现象。磁控管电流的检查方法详见第四节“一、雷达故障查找及排除——(四)其他故障排除方法——1.系统自测试”。
(7)检查回波信号传输电缆或电缆接头是否损坏。若需要更换电缆接头，其操作步骤如下：

拆下位于天线机架底的电缆接头的固定螺栓，取出夹环、压接垫圈、平垫圈；将信号线穿过天线安装架的孔，在距电缆接头约800 mm 的位置切断电缆；剥开电缆头部的树脂套，切掉外层和内部的树脂套，保留约25~30 mm; 展开网面层，直至屏蔽线的根部，抽出内部芯线，抽出的部分用胶带缠绕；将平垫圈穿过信号线，再穿过一个平垫圈，将露出的部分剪切整齐；将压接垫圈、平垫圈和夹环依次穿过信号线；将信号线放入天线安装台架的孔内，用力按入平垫圈；用固定螺栓紧固夹环，确保螺栓紧固均匀受力。

2. 图像模糊或失真

当雷达屏幕图像模糊或失真时，可从以下几方面进行检查：

(1) 调整增益(GAIN) 控制，确保背景噪声刚刚可见。
(2) 调整海杂波抑制(A/C SEA)和雨杂波抑制(A/C RAIN)控制，确保目标回波清晰可见。
(3) 检查天线是否清洁，是否有异物遮挡。
(4) 检查波导是否开裂(若开裂，立即更换),检查波导法兰处的密封情况和波导、电缆穿过甲板的防火、水密情况等。
(5) 雷达工作半小时后，检验调谐指示是否发生变化，调谐指示如图1-4-1所示，调谐电压从最小值调节到最大值的过程，调谐指示应先从小变大，再从大变小，过程中应出现两个或两个以上的明显极大值，并记录变化结果。

图1-4-1 调谐指示

3. 目标丢失或跟踪不稳定

当雷达跟踪目标丢失或跟踪不稳定时，可通过以下步骤检查：

(1) 确保雷达调谐(TUNE) 正确，尝试手动或自动调谐。
(2) 检查目标是否在雷达的有效探测范围内，调整量程和脉冲宽度(Pulse Width)。
(3) 检查目标跟踪功能是否正常启用，确保目标被正确捕获和跟踪。

4. 雷达无法起动或起动后立即关闭

当雷达无法起动或起动后立即关闭时，可通过以下步骤检查：

(1) 检查电源供应是否稳定，电压是否符合要求。
(2) 检查雷达系统的保险丝是否熔断，显示单元的处理器单元后部的保险丝可以保护设备避免过流和设备故障。如果无法开机，可先检查保险丝。若需要替换保险丝，先确认使用同型号保险丝，使用错误的保险丝将会损害设备。
(3) 检查雷达系统的冷却系统是否正常工作，确保散热良好。

5. 光标跳动或移动异常

图1-4-2为雷达鼠标，若出现光标跳动或移动异常可以按照以下步骤清洁或更换轨迹球：

图1-4-2 雷达鼠标

(1) 逆时针旋转挡圈 45° 以将其解锁。
(2) 拆下挡圈和轨迹球。
(3) 用柔软的无绒布清洁轨迹球，然后小心地清洁球槽中的灰尘。
(4) 若滚轮上有污垢，用蘸有异丙醇酒精的棉签清洁滚轮。
(5) 确保棉签上的绒毛没有留在滚轮上。
(6) 更换轨迹球和挡圈，确保挡圈没有插反。

(三)雷达故障报警信息分析

雷达系统会明确指示触发报警的原因。当出现报警音和信息显示后，操作人员可依据故障报警指示描述和说明书中的故障诊断流程进行排查，初步判断故障原因，及时向船东报告雷达故障信息，联系设备服务供应商，并做好相关记录。此外，操作人员也可通过查阅雷达维修保养记录簿，核对雷达过往记录，了解雷达各子部件的更换时间，以此判断系统运行情况是否与这些记录相关。

当雷达检测到报警信号时，显示屏报警框会持续显示报警信息，并发出报警提示音。按下报警确认键(Alarm Acknowledge)后，警告蜂鸣声停止。雷达设备故障报警类型包括传感器故障、通信故障、传感器信号丢失等。电子电气员应重点关注设备故障报警，根据详细的报警提示信息，逐步进行故障检测和排除，例如首向信号丢失报警、航速信号丢失报警、船舶位置信号丢失报警、触发信号丢失报警、天线故障报警和通信故障报警等。具体的雷达故障报警信息可参考对应型号的雷达说明书。

(四)其他故障排除方法

1. 系统自测试

雷达系统的自测试功能可检测雷达系统的控制单元和处理器单元等主要电路，并给出测试单元中各电路的重要参数值，帮助检修人员判断雷达故障部位。

这里以古野FAR-2××8 系列雷达为例，说明其系统自测程序方法和测试结果。找到雷达显示屏幕菜单栏中的[MAIN MENU]—[9 INITIAL SETTINGS]—[7 TESTS]-[2 DIAGNOSTIC TEST]选项，即可起动雷达的自测试功能。几分钟后显示测试结果如图1-4-3所示。按F1 键三次可显示天线测试结果。按F1 键关闭测试结果并完成测试。在测试过程中，无法确认警报，并且蜂鸣器不响。值得注意的是，诊断测试期间，雷达的正常图像会暂时消失。建议定期执行自测试，确保雷达系统的正常运行。

图1-4-3 古野雷达自测试结果

如果测试结果显示“OK”, 表示合格；如果显示“NG” (不合格),则表示相应部件可能存在故障，需联系经销商。图1-4-3自测试结果包含多项测试项，部分含义如下：

(1)[PROGRAM No.]:程序版本号。

(2)[IP ADDRESS]:处理器单元的IP 地址。

(3)[TRIGGER FREQ]:触发频率。

(4)[MAG CURRENT]:磁控管电流，古野部分型号雷达的磁控管电流在5～12 A(X 波段)或6~10 A(S 波段)范围之内。

(5)[ANT SPEED]:天线转速。

(6)[ON TIME]:雷达总运行时间。

(7)[TX TIME]:雷达总发射时间。

(8)[TEMP]: 设备温度，古野部分型号雷达的设备温度在-40~+70℃范围之内。

(9)[IF FREQ]:中频频率，古野部分型号雷达的中频频率在55~65 MHz范围之内。

(10)[MAIN]: 处理器单元主板的相关参数和风扇转速。

2. 性能监控

可以使用性能监视器(Performance Monitor)检查雷达的发射和接收性能。操作人员可以通过菜单中的“PM” 选项启用性能监视器。如果性能监视器显示异常，可能需要对发射机、接收机或天线单元进行检查。

雷达性能监视器安装完成后，需要立即进行调试校准。当雷达处于发射状态时，操作人员需进入雷达的安装初始化主菜单，选择雷达参数设置，再选择性能监视器增益(Gain) 并进行调整。在调整过程中，操作人员要参照雷达操作说明书，观察PM 图像变化，直至图像符合性能监视器的成像要求。对雷达的工作性能存在疑问时，操作人员可随时使用性能监视器判断雷达的工作状态。

雷达性能监视器的操作步骤如下：

(1)将雷达设置为 TX(发射)模式，使其正常工作10~30 min。
(2)选择操作说明书指定的性能监视器工作量程(如24n mile),若手动更改量程，性能监视器将停止工作。
(3)将增益调整到较高水平，把接收机设置为自动调谐，同时关闭杂波抑制、噪声抑制、回波扩展和回波平均功能。
(4)打开菜单，选择 [PERFORMANCE MONITOR],激活性能监视器并显示图像。
(5)操作人员观察雷达性能监视图像，并结合操作说明书，判断雷达发射功率、接收机灵敏度等性能指标。

雷达性能监视器的编码图案回波有多种类型，但基本原则是在显示器上呈现规则的编码图案成像(如环形、弧线、羽毛、波瓣等),且一般能够与雷达不规则回波区分开来。在开启性能监视器功能时，操作人员应选择大量程，并配合宽脉冲宽度的设置，以增加 AFC的检测时间，同时减少雷达在复杂环境中的回波图像对性能监视器观测的干扰。

图1-4-4展示了古野FAR-2218 雷达性能监视器的显示图像。当开启性能监视器后，系统量程会自动设置为24 NM。若雷达发射机和接收机工作状态正常，最内层的弧线会出现在 8.0 NM 至19.8 NM 的范围内。通过性能监视器，能够观测到发射机和接收机中总计10 dB 的损耗。一旦发现雷达性能下降，操作人员应及时向上级报告，并安排检修。此外，每次使用完性能监视器后，操作人员需及时将其关闭，避免影响雷达的安全运行。

图1-4-4 古野FAR-2218雷达性能监视器的显示图像

3. 软件故障： 若雷达系统出现软件故障，操作人员可先尝试重启系统。若问题仍未解决，可能需要重新安装或升级雷达系统的软件。

4. 更换部件： 若发现部件损坏或老化，需及时更换。常见易损件包括保险丝、电缆和天线部件。安装在处理器单元内陀螺罗经电路板上的电池可在断电时保留陀螺罗经数据，其寿命约为5年。当电池电压降低导致该电路板的诊断测试显示 “NG” 时，需更换陀螺罗经电路板电池。

5. 雷达维修后的检查

雷达维修后的检查内容因故障类型而异，但每次验收均需确保以下要点：

(1)操作响应：雷达对各控钮的操作反应正确。
(2)图像质量：雷达回波清晰，图像稳定。
(3)误差校准：涉及测距或测方位误差变化的故障，维修后需确认误差调整至性能标准规定范围。维修方位扫描系统或更换磁控管后，需核实测方位精度；更换磁控管后，应重置磁控管工作时间，进行“老练”操作，并核实磁控管电流及在各种脉冲宽度下的工作状况。维修距离扫描系统或改变信号电缆长度后，需核实测距精度。
(4)系统初始化：涉及系统初始化或电路调整的维修，应仔细核实传感器信息和雷达图像质量。

雷达维修情况应记录在雷达日志中，通常包括故障现象、报修时间、修理安排和修理后的雷达工况等内容。

二、雷达维护计划

对于大多数采用电子电路表面组装技术(SMT) 组装的雷达印制电路板(PCB) 而言，在缺乏专用测试设备的情况下，很难开展部件级的故障诊断。由于船舶长期在海上航行，维修条件受到限制，雷达印制电路板一旦出现故障，通常难以在现场进行维修。因此，雷达PCB 发生故障时，通常只能通过更换整块电路板来恢复设备功能。

雷达出现故障后，若需要求助维修公司，操作人员需向维修技术人员提供雷达故障的具体情况，一般需包括船名、设备型号、系统软件版本、船舶停靠信息、船舶代理公司、联系人及尽可能详细的故障描述等信息。

雷达维护对于保持其良好性能至关重要，可根据不同的维护保养内容制定相应的维护保养计划。维护保养工作涉及的参加人员、工作时间、工作内容、使用工具、消耗物料的种类和数量等均应做好记录，并作为电子电气员或二副交接班工作的一项内容。船舶所有人应提供维护保养所需的备品和备件。船舶所有人或船舶管理公司有义务对船舶雷达日常维护保养计划的完成情况进行监督和审核，并提出完善意见。总之，在进行雷达设备的维护、保养、检修时，需将人身安全视为第一要素。