淺析Alenia SIR—M二次雷達(dá)設(shè)備低功率告警原因

董為

摘 要：Alenia SIR-M單脈沖二次雷達(dá)是中國民航早期引進(jìn)的監(jiān)視系統(tǒng)，隨著運(yùn)行時間的增長，由于設(shè)備老化所引起的各種故障告警日漸增多，而其中又以雷達(dá)發(fā)射功率低等問題較為常見。本文根據(jù)此設(shè)備的發(fā)射信號流程，對有可能造成低功率告警的環(huán)節(jié)和原因進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合具體的案例，介紹了Alenia SIR-M設(shè)備低功率告警的分析和處理方法。

關(guān)鍵詞：Alenia SIR-M 單脈沖二次雷達(dá) 低功率告警 故障分析和處理

中圖分類號：TN952 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0010-02

1 常見低功率告警故障現(xiàn)象

Alenia SIR-M二次雷達(dá)低功率告警時，根據(jù)具體情況，一般會有+41XX、+43XX、+44XX等單個或多個告警代碼產(chǎn)生。同時，2 KWp發(fā)射機(jī)組件中的告警燈或驅(qū)動及測試信號產(chǎn)生組件（DTG）中DS2告警燈會亮。在CDS-80監(jiān)視器上觀察，會出現(xiàn)遠(yuǎn)距離目標(biāo)無法探測或無目標(biāo)顯示等現(xiàn)象。

2 告警代碼指示含義及告警產(chǎn)生機(jī)理

+41XX表示DTG射頻電平告警，從2 KWp發(fā)射機(jī)組件出來的1.2 us展寬脈沖進(jìn)入DTG組件，在DTG內(nèi)部與Ω接收機(jī)組件送來的1030 MHz載波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的1.2 us射頻脈沖經(jīng)DTG內(nèi)部耦合器1耦合并檢波后送入DTG組件的控制電路，與控制電路的內(nèi)部門限進(jìn)行比較，檢測射頻電平是否低于正常值，若低于正常值，則射頻電平告警燈DS2亮，且面板顯示告警代碼41。

+43XX、+44XX表示低功率告警。在每次掃描的過程中，監(jiān)視器都會對P1、P3的入射功率和反射功率，還有對P2的入射功率和反射功率進(jìn)行采樣。他們分別有兩個門限TH1和TH2。門限TH1設(shè)置為標(biāo)稱輸出功率的-12 dB，門限TH2設(shè)置為標(biāo)稱輸出功率的-3 dB。發(fā)射時，若發(fā)射功率低于標(biāo)稱輸出功率12 dB或3 dB，將在面板上顯示告警代碼43或44。值得注意的是，只有在通道全功率發(fā)射時，VERA計(jì)算機(jī)才對輸出功率進(jìn)行監(jiān)視，因此低功率告警只可能在全功率發(fā)射的扇區(qū)出現(xiàn)。

3 發(fā)射信號流程

來自控制錄取器MIS-1板，脈寬為 0.8 us的P1、P2、P3視頻脈沖送入2KWp發(fā)射機(jī)組件，經(jīng)發(fā)射機(jī)內(nèi)部延遲線延遲疊加后，展寬為1.2 us的視頻脈沖并送往DTG組件。DTG組件利用展寬后的P1、P2、P3視頻脈沖去調(diào)制來自Ω接收機(jī)組件（Ω RECEIVER）的1030MHz射頻載波。調(diào)制后脈寬為1.2 us的P1、P2、P3射頻脈沖返送給2 KWp發(fā)射機(jī)組件，再次調(diào)制成為0.8 us的射頻脈沖。 0.8 us射頻脈沖經(jīng)功分器分成4路進(jìn)行功率放大，每路功放是否工作均受來自控制錄取器DEC板的控制信號控制，以實(shí)現(xiàn)不同大小的功率合成輸出。發(fā)射機(jī)最終輸出的P1、P2、P3射頻信號送至射頻開關(guān)組件，射頻開關(guān)組件受來自控制錄取器的DSLS板SLS GATE信號的控制，將射頻信號分為P1、P3及P2兩路，分別送至∑通道及Ω通道的環(huán)形器，并經(jīng)過環(huán)形器送至耦合器。耦合器取樣正、反向功率以檢測發(fā)射功率及測量電壓駐波比。P1、P2、P3射頻脈沖經(jīng)耦合器后再送入切換組件（CHANGEOVER ASSY）進(jìn)行選擇切換，主用通道連接天線，備用通道連接假負(fù)載作為熱備份。

4 低功率故障產(chǎn)生環(huán)節(jié)及原因總結(jié)

根據(jù)上述發(fā)射信號流程進(jìn)行分析，可總結(jié)出導(dǎo)致射頻功率低或無射頻輸出的原因主要發(fā)生在以下幾個環(huán)節(jié)：控制錄取器MIS-1板過來的P1P2P3脈沖沒有正常送給發(fā)射機(jī)。經(jīng)發(fā)射機(jī)延遲線展寬后的1.2 us調(diào)制脈沖沒有正常送給DTG組件。在DTG組件中與1030 MHz載波調(diào)制后形成的1.2 us射頻脈沖沒有正常回送給2 KWp發(fā)射機(jī)。Ω接收機(jī)組件產(chǎn)生的1030 MHz載波沒有正常送給DTG組件進(jìn)行調(diào)制，導(dǎo)致無法產(chǎn)生1.2 us的射頻脈沖。2 KWp發(fā)射機(jī)對1.2 us射頻脈沖進(jìn)行再調(diào)制后的0.8 us射頻脈沖沒有正常送給4路功放。發(fā)射機(jī)中4路功放某一路或多路有問題導(dǎo)致最終合成的射頻功率低。從DEC板過來的P1、P2、P3驅(qū)動控制信號沒有正常送給發(fā)射機(jī)以控制四路功放的正常工作。4路功放合成后的射頻脈沖輸出到射頻開關(guān)后，由于射頻開關(guān)故障或控制信號問題使P1、P3和P2射頻脈沖沒有正常送到各自通道的環(huán)形器。射頻信號經(jīng)環(huán)形器送至耦合器后，由于耦合器故障，耦合給控制錄取器進(jìn)行功率檢測的取樣信號功率過低或無功率。由于控制錄取器的TH1，TH2門限值設(shè)置有問題導(dǎo)致低功率告警。由于MIS-1板故障導(dǎo)致的功率監(jiān)視有問題或告警管理功能失效。

根據(jù)上面的原則，在排除故障時可以一步步對各環(huán)節(jié)的輸入輸出信號進(jìn)行測量比較。加上以往的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，可知4路功放同時故障的可能性很小，耦合器、環(huán)形器等射頻組件都是不易損壞的無源器件，所以故障檢查重點(diǎn)主要集中在前面幾個環(huán)節(jié)。

5 典型故障案例分析

5.1 Alenia SIR-M 2KWp發(fā)射機(jī)組件故障告警的排除過程

故障現(xiàn)象：面板顯示+4302、+4402告警碼，CDS-80上無目標(biāo)顯示。

故障分析與排除過程：造成無功率的原因主要有兩個：無P1、P2、P3調(diào)制脈沖及無1030 MHz載波。因DTG組件無告警指示，重點(diǎn)懷疑2 kW發(fā)射機(jī)故障。從Σ通道耦合器的J3口用示波器檢測無P1、P3脈沖，證明的確無P1、P2、P3射頻脈沖上天線。測量控制錄取器和2KWp發(fā)射機(jī)連接的J10-A5等，有P1、P2、P3脈沖。排除MIS-1板、DEC板無P1、P2、P3送出及DEC組件的懷疑。測量DTG組件J2口有1.2 us的射頻脈沖輸出給發(fā)射機(jī)并檢查該電纜沒有問題。更換2 kWp發(fā)射機(jī)組件，故障排除。

5.2 DTG組件故障告警排除過程

故障現(xiàn)象：雷達(dá)CHA面板總告警燈亮，告警代碼顯示+410X，+430X，機(jī)柜內(nèi)DTG組件射頻電平告警燈DS2亮，CDS-80無目標(biāo)顯示。

故障分析與排除過程：用示波器測量從2 KWp發(fā)射機(jī)J5出來送往DTG組件J5的1.2 us展寬脈沖。信號正常，脈寬1.1 us左右，幅值4.5V左右。測量從DTG組件J2出來回送2 KWp發(fā)射機(jī)J3的1.2 us射頻脈沖，加檢波器檢波后示波器上無波形輸出。可大致判斷信號在DTG內(nèi)部調(diào)制時有問題。為了確認(rèn)Ω接收機(jī)J3口是否正常送出1030 MHz載波給DTG的J1，將Ω接收機(jī)J3輸出經(jīng)檢波器后連接到示波器，在示波器上檢測到有直流電壓，說明1030 MHz信號是有的，基本上將故障鎖定在DTG組件上。將DTG備件換上CHA工作，開機(jī)后一切正常?？膳袛郉TG組件故障。

5.3 SIR-M設(shè)備耦合器故障的排除過程

故障現(xiàn)象：SIR-M設(shè)備CHA面板顯示窗顯示+4302告警，從CDS-80上觀察，飛機(jī)目標(biāo)沒有消失。故障分析與排除流程：因?yàn)槟M接收機(jī)沒有發(fā)現(xiàn)告警現(xiàn)象，飛機(jī)目標(biāo)亦沒有丟失，所以故障點(diǎn)懷疑出現(xiàn)在Σ通道耦合器及MIS-1板之間。更換SIR-M設(shè)備CHA的MIS-1板，故障依舊。用示波器檢測Σ通道耦合器J7口P1、P3脈沖，在開機(jī)輻射正常的情況下，沒有檢測到任何信號。確定為該耦合器P1、P3耦合取樣電路故障，更換Σ通道耦合器。開機(jī)，+4302告警消失，設(shè)備恢復(fù)正常。

6 結(jié)語

Alenia SIR-M設(shè)備老化后，低功率告警故障比較常見，遇到故障時要根據(jù)信號流程和可能產(chǎn)生問題的環(huán)節(jié)一步步分析故障產(chǎn)生原因，這就要求我們對設(shè)備有一個系統(tǒng)的了解，排故思路要清晰，切勿盲目亂猜亂測。此外，在測量大功率信號時，衰減器，檢波器，假負(fù)載等器件最好用萬用表歐姆檔測量一下，防止器件開路造成信號反射損壞設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1] 《Alenia SIR-M Technical Manual》 Alenia公司[Z].

[2] 蘇志剛.二次雷達(dá)設(shè)備[Z].