一、概述
机载气象雷达是一种自主式的机载电子设备。气象雷达的基本功用是在飞行中连续地向飞行员提供飞机前方航路上及其两侧的气象状况及其他障碍物的平面显示图象。飞行员根据所显示的图象，即可选择安全的航线避绕危险的气象区域或其他障碍物。气象雷达也可以提供关于飞机前方地表特征的地图型显示，以帮助飞行员识别地标，判断飞机的位置。机载气象雷达是保证飞行安全的重要机载电子设备之一。
二、气象雷达的组成及工作原理
机载彩色气象雷达的基本组件为雷达收发组、雷达天线、显示控制器和波导系统。此外，机载气象雷达还需由垂直陀螺提供倾斜和俯仰稳定信号，倾斜和俯仰信号可以由单独的垂直陀螺组件提供，也可由惯性基准系统提供。
雷达主要是一种利用无线电回波原理的测距设备，它是一种用无线电波确定目标位置的方法。发射机以脉冲形式产生微波能量。然后这些脉冲被传送到天线，这些脉冲经天线集中成一种波束。雷达波束特别像手电筒光束。这种能量是经过天线，以波束中央特别强，在边缘附近减小强度这种方法进行集中和发射的。发射和接收使用同一天线。当一个脉冲截取一个目标，这种能量就以回波返回信号反射回到天线。返回的信号经天线传送到接收机和位于收发机设备的处理电路。这种回波或返回的信号就显示在指示器上。
1.雷达天线组
雷达天线组安装在飞机雷达罩内的密封舱前隔板上。
雷达天线是一种方向性很强的微波天线。天线的功用是把发射机所产生的强力脉冲信号形成很窄的雷达波束辐射到空中，并接收由雷达目标反射回来的回波信号。Y12飞机气象雷达所使用的天线是平板型天线,这种平板天线从原理上讲，实际上是由多条波导管并列组成的。其外形一般为圆形平板。在面向天线前方的波导壁上，开有很多窄长的缝隙，波导中的电磁波就是从这些缝隙中辐射出来的，每一条缝隙相当于一个等效的天线，因此，可把这种微波天线称为缝隙波导天线。
2.显示器与控制盒
显示器是雷达的终端设备．雷达接收机输出的视频回波信号(信息)在显示器中经过一系列的处理后，在显象管的荧光屏上显现为相应的雷达目标图象．彩色气象雷达以不同的色彩表现降水强度不同的气象目标或反射特性不同的地面目标。
3.波导系统
波导系统用以实现雷达收发组和天线之间的射频能量传输。由于雷达信号是频率极高的微波信号，所以不能用一般无线电设备所用的同轴电缆来传输，只能用封闭的波导系统传送。发射机产生的功率强大的雷达发射信号，通过波导系统传送给天线，辐射到空中去；同一部雷达天线所接收的雷达回波信号，也是经过同一波导系统传送给雷达收发组中的接收机的。
三、实际应用中的故障分析
从机载气象雷达的情况来看，故障经常发生，下面结合其具体电路对故障原因及解决方案做一下分析和探讨。在飞机的日常维护中经常会遇到以下几种故障。
故障现象一
飞行过程中，机载气象雷达工作不正常，气象目标在飞机的飞行过程中不稳定。
在地面对机载气象雷达进行通电检查发现，气象雷达的自检图形是正常的，但是在自检图形的下部出现ANT FAULT的字样。说明气象雷达系统的天线部分出现故障。
天线的稳定运动是由垂直陀螺信号控制的，将雷达罩打开，对雷达系统重新进行通电，主要观察平板天线的状态，发现平板天线上仰或下俯，说明平板天线不受垂直陀螺的的控制，需要检查垂直陀螺的工作是否正常。经过对垂直陀螺的供电进行检查发现，供给垂直陀螺的115V 交流电没有送到垂直陀螺，从交流电源配电板可以找到气象雷达的保险丝，发现该保险丝熔断了，更换一个新的保险管后，再次对气象雷达系统进行通电检查，发现平板天线又恢复到垂直水平平面的状态，故障已经排除。
故障现象二
飞机每次飞行时，只要飞机转弯的角度超过10度，雷达显示器上的图像就会出现短暂的黑屏，当飞机恢复平飞状态后，显示又恢复正常。
经过查找资料和地面通电检查，发现飞机在地面时一切正常，更换各个部品后，故障仍然存在，说明气象雷达系统的各个部品都应该是好的，应该与飞机的线路有关系。经分析平板天线的扫掠受垂直陀螺的的控制信号的稳定而始终保持在稳定的平面内，只有该控制信号出现问题时，才会导致飞机转弯时，平板天线不在稳定的平面内。在正常工作状态下，将气象雷达显示器的功能开关放在STBY位，此时平板天线会随着垂直陀螺的姿态的变化而变化，以机头的方向为正方向，当陀螺向下俯时，天线应向上仰，当陀螺向上仰时，天线应向下俯，而当陀螺向右倾和向左倾时，天线应向左倾和右倾。因此可以实现平板天线不管飞机的姿态如何，稳定修正机构都能使天线的波束轴总保持在水平面内。
打开飞机的雷达罩，将垂直陀螺从安装支架上拆下来，手动模拟飞机的工作飞行姿态，而这架飞机在垂直陀螺向右倾时，天线就向下俯，当垂直陀螺向左倾时，天线就向上仰，而且天线动作的角度过大，如果按照雷达系统现在的状态，当飞机在倾斜转弯时，天线的波束轴就不能稳定在水平面内，会出现天线上仰或下俯的现象，由于天线的修正机构不起修正作用，就会出现天线发射出去的波束，在飞机的姿态发生变化后无法收到回波信号的现象，出现短暂的黑屏。更换一个同型号的平板天线后，再次模拟飞机的飞行状态进行天线及陀螺的测试一切正常，证明故障已经排除。
四、气象雷达的使用维护建议
从上述故障现象来分析，气象雷达的问题多发生在天线、垂直陀螺及雷达收发机中。所以我们在维护过程中应注意以下几点:
维护建议一
日常使用维护中应重点注意检查雷达罩的密封性，因为天线安装在雷达罩内，雷达罩进水，直接影响天线的工作寿命；同时注意检查天线的修正电机是否卡滞，日常维护中用手轻轻的推动天线检查天线动作的灵活度，如发现动作不是太灵活，应对电机的轴承点注仪表油，防止轴承锈蚀、老化造成不良影响。
维护建议二
每次对气象雷达进行通电之前，都需要将显示器的功能开关放在STBY位，对雷达系统进行预热2分钟，如果不预热或者预热的时间不够，会造成雷达收发机的使用寿命缩短。
参考文献
[1]航空无线电. 科学出版社，1992.2
[2]Y12维护手册, 哈尔滨飞机制造公司，2015.12.10
