E190飞机气象雷达系统浅析

EMB190飞机装有一部WU-880型气象雷达系统。它是工作在X波段的彩色数字式气象雷达，提供飞行路径的气象情况的探测和分析。它的工作频率是9375MHz（±25 MHz），探测范围可达300NM。探测到的气象和地形数据显示在主飞行显示器PFD（PrimaryFlight Display）和多功能显示器MFD（Multi-FunctionDisplay）上。此系统具有紊流探测功能和地图功能。它还具有探测雷电的功能（LSS，lightning sensor system），可将闪电的位置和强度显示在MFD上。

我们来简单地看一下气象雷达的工作原理：

气象雷达系统主要分为显示、信号探测与处理、铰链信号、控制等几部分。探测到的气象信息是显示在驾驶舱的五个显示器上的。这些信息的内容主要来自气象雷达的收发机组件WRTA。气象雷达的收发机发出雷达波束后，波束遇到气象条件后反射回来，由平板天线接收到，经过收发机处理，得出对应的气象信息，这些信息一部分经过图片总线送给显示器，另一部分送到MAU内的控制板卡，由控制板卡通过ASCB总线来安排这些信息在显示器中如何控制和显示。而惯导的信息主要是提供收发机天线的稳定平台和控制扫略的角度。

这样我们就大致对气象雷达有了一个初步的认识。下面我们来详细了解一下各部件的功用。

气象雷达系统由一部接收机/发射机/天线集成组件（RTA，Receiver/Transmitter/Antennaunit），两个虚拟的气象雷达控制器组成。RTA安装在雷达罩内。虚拟的气象雷达控制器显示在MFD上，由CCD（Cursor Control Device）来控制。

气象雷达系统采用28V直流电。气象雷达系统没有备份电源。

主要部件-RTA介绍

如下图所示，RTA是一个综合集成组件，他将传统的气象雷达接收机，发射机以及天线综合成一个组件。它有如下功能：

·接收机功能：

接收机是一个低噪音的，微处理器控制的电路。天线接收到的回波信号直接被送到接收机进行处理。接收机可以调节视频带宽用于脉冲宽度的改变和选择范围。它还可以实现人工控制增益和自动控制增益。

·发射机功能：

发射机的工作频率是9375MHz（±25 MHz），它将雷达信号直接传送到平板天线。发射机使用磁控管电路给天线提供10KW的功率。发射机还可以调节脉冲宽度用来改变探测范围和模式的选择。

·天线：

天线均匀地以每10秒60度（部分扫描模式）或120度（正常扫描模式）方位角扫描。天线的直径是24英寸，它是电动的平板天线。RTA基座的插头左右两边各有一个开关，“XMIT”和“SCAN”开关，用于地面维护时使用。他们的正常位置是在“ON”位。当“XMIT”开关置于OFF位时，发射机不工作。当“SCAN”开关置于OFF位时，天线不扫描。

气象雷达的工作模式和功能

气象雷达的工作模式有以下几种：

·WX模式：此模式用于探测飞机前方的气象信息。

·GMAP模式：此模式用于提醒机组地面目标引起的危险，比如小山等快速变化的地形。

·STBY模式：此模式用解除先前选择的模式，将雷达置于备用状态。

·FSBY模式：当飞机在地面时，此模式起作用强制将雷达置于备用状态。此时所有其他功能不可用。

·OFF模式：此模式下，气象雷达系统被关闭。飞机在地面，“OFF”模式时只有“FSBY OVRD”功能可以选择。

气象雷达的功能有：WX （气象探测）、GMAP（Ground map地图） 、SECT（Sectorscan扫面范围选择）、STAB OFF（解除天线稳定功能）VARGain（增益调节）、TGT（Target alert目标提醒）、RCT (Rain echo attenuation compensation technique降雨回波衰减补偿技术)、ACT（AltitudeCompensated Tilt倾斜角补偿）、TURB（Turbulence紊流探测）

气象雷达的测试和维护提示

通过MCDU（Multifunction controldisplay unit）上的菜单可以选择气象雷达的测试功能。测试时，特殊的图像被显示用来验证系统的工作；距离被自动选择在100NM。如发现故障，琥珀色的“FAIL”指示和相对应的故障代码出现在WEATHER 框里。

维护提示：

雷达辐射有热和辐射效应，对人体有害。测试气象雷达时，人员必须保持安全距离。对于WU-880型气象雷达，人员必须保持至少4米的安全距离。

雷电感应系统

雷电感应系统（LSS-LightningSensor System）探测和定位飞机周围200NM内的雷电区域。雷电敏感系统显示雷电相对飞机的位置和强度。

系统组成和部件位置

系统由LSS组件、LSS天线、虚拟的控制器、抑制HF发射继电器等组成。LSS组件安装在前电子舱，LSS天线安装在机身上部。

故障分析：

1.气象雷达的方位和仰角的故障：可能会是收发机天线的机械接口或者收发机天线本身的故障。

2.天线位置系统故障：扎带、线束和收发机天线、气象雷达收发机接口、气象雷达收发机。

3.惯导接口故障：线束磨损,其中P0002、P0076和P0077插头的部分线束是收发机连接至惯导1和2，P0002连接收发机、P0076连接惯导2和P0077连接惯导1。收发机天线与P0002之间的线束。如果不好会导致天线的稳定和角度的故障。另外可能故障的是收发机天线。

4.收发机的扫略和发射开关在关断位故障：可能是收发机上的开关故障，更换收发机。

5.收发机控制通讯系统故障：收发机没有感受到RS422输入端的控制器的数据，发送给CMC一个故障信息。可能是收发机天线、控制I\O组件1、控制I\O组件2、线束等。插头P0099连接控制I\O组件1， 插头P0110连接控制I\O组件2。

6.气象雷达电源系统故障：电源分配组件1如果监控到输出给LRM3（气象雷达收发机）的电源有过流条件，会给CMC输出故障信息。SPDA1直流电源组件。线束。P0002插头的部分线束连接到SPDA1直流电源组件的插头POO43。

7.气象雷达显示部分故障：气象雷达屏幕图像错误或丢失的故障是由于收发机通过图片总线发送给显示器的通道有问题导致的。所以对于这方面的故障，应该考虑收发机或线束。

作者：李耿 南航新疆飞机维修基地四车间