空管二次雷達信號輸出中斷故障處理探討

雷時雨

摘要：在民航二次雷達系統(tǒng)中，饋線系統(tǒng)是連接雷達收發(fā)信機和天線陣的唯一途徑，它保障了雷達信號的正常傳輸，雷達維護人員有必要認清饋線系統(tǒng)的重要作用。駐波比過高會使饋線反射系數(shù)增大，從而導致天線輻射的有用波減少，嚴重可導致雷達設(shè)備停機。本文就空管二次雷達信號輸出中斷故障處理展開探討。

關(guān)鍵詞：饋線系統(tǒng)；駐波比；信號中斷；定期檢查

二次雷達饋線系統(tǒng)中，一些電氣參數(shù)的穩(wěn)定對保證收發(fā)信機與天線之間傳輸信號正常傳輸有重要作用，其中駐波比出現(xiàn)問題是雷達機務(wù)人員處理起來最棘手的，而駐波比就是衡量雷達天饋系統(tǒng)尤其是射頻電纜工作狀況的一個重要指標，所以在日常雷達維護維修過程中，駐波比是否正常是非常重要的。

一、駐波比介紹

在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅 Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin，形成波節(jié)。其它各點的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。這種合成波稱為行駐波。為了表征和測量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了“駐波比”這一概念，饋線的駐波狀態(tài)通常用電壓駐波比 VSWR，及反射損失（回波損耗）RL 作為指標。

二、二次雷達饋線系統(tǒng)

單脈沖二次雷達饋線系統(tǒng)由射頻通道切換單元、和差控制通道射頻電纜、旋轉(zhuǎn)鉸鏈組成。

單脈沖二次雷達由晶體振蕩器產(chǎn)生的連續(xù)射頻信號在發(fā)射單元內(nèi)被錄取器形成的定時脈沖 P1、P2、P3 調(diào)制，所獲得的射頻脈沖 P1、P2、P3 分解成 P1、P3 與 P2 兩組，P1、P3 由∑通道輸送，P2 信號由 Ω 通道輸送，經(jīng)過耦合器輸出到射頻切換單元，然后再通過射頻電纜、旋轉(zhuǎn)鉸鏈送至垂直大孔徑（LVA）天線發(fā)射出去。

三、故障現(xiàn)象

某日，某單位 Alenia 二次雷達主備機控制面板同時出現(xiàn) 4702 告警代碼（Ω 通道駐波比過高），雙機掉輻射，雷達無信號輸出，告警持續(xù)約 30 秒后恢復(fù)正常。當日該告警又再次出現(xiàn)，每次持續(xù)時間約 30 秒。之后連續(xù)兩天又多次出現(xiàn)該情況，頻次高且持續(xù)時間短，不易快速定位故障點。由于故障發(fā)生于雙通道公共部分，所以造成設(shè)備無法切換主備機。排故過程如下：

（1）在檢查饋線系統(tǒng)駐波比是否正常之前，需進行測試儀表及轉(zhuǎn)接線作為一個整體進行校準工作，以消除轉(zhuǎn)接線帶來的誤差。此次使用的測試儀表為 R&S FSH3 手持式頻譜儀，此處不詳敘校準工作的步驟。如圖 2 所示：

（2）在射頻切換單元 Ω 通道輸出端（圖 3 中①的位置）接上假負載、開機，設(shè)備正常運行，排除收發(fā)信機的故障，然后關(guān)機；在 Ω 通道射頻電纜上端、旋轉(zhuǎn)鉸鏈下端（圖 3 中②的位置）卸下電纜，發(fā)現(xiàn) Ω 通道電纜頭有較嚴重的銹蝕，初步懷疑為此處銹蝕導致的通道駐波比過高，簡單清銹后接上假負載時，設(shè)備短暫開機后又顯示告警代碼，停機無法正常運行，證明 Ω 通道射頻電纜有故障，同時從射頻電纜輸入機柜端用測試儀表測量駐波比為 4.5，所以電纜頭與旋轉(zhuǎn)鉸鏈連接處的銹蝕為導致此次 Ω 通道電纜駐波比過高的原因。由于電纜頭端已嚴重銹蝕，經(jīng)初步清除銹蝕后，該故障雖短暫消除但隔日再次發(fā)生且持續(xù)存在，證明此通道電纜已無法正常工作，通過替換 Ω 通道射頻電纜，二次雷達設(shè)備恢復(fù)正常，經(jīng)兩個月的觀察，設(shè)備運行穩(wěn)定。

四、總結(jié)

該 Alenia 二次雷達設(shè)備投產(chǎn)至今已運行十幾年，屬于超期服役設(shè)備，室外元器件老化且出現(xiàn)銹蝕是導致該故障的原因。系統(tǒng)正常工作時要求 VSWR ≤ 1.25，因銹蝕、反射信號過大，測得的 Ω 通道射頻饋線 VSWR 為 4.5，反射功率已經(jīng)遠大于25%，從而產(chǎn)生 Ω 通道 VSWR 電壓駐波比告警代碼、設(shè)備雙機掉輻射現(xiàn)象，進而導致雷達信號輸出中斷。由于本次出現(xiàn)內(nèi)部銹蝕的電纜頭在安裝時做了防水密封處理，故未將拆除檢查該電纜頭內(nèi)部銹蝕情況納入定期維護的項目中，導致該電纜頭內(nèi)部銹蝕不易被發(fā)現(xiàn)，且每次出現(xiàn)持續(xù)時間短，故不易快速定位故障點。

對于有此設(shè)備及其他年老設(shè)備的保障單位來說，應(yīng)高度重視老舊雷達設(shè)備在運行中的安全風險，加強維護力度，建議做到以下幾點：

1、要重點關(guān)注設(shè)備部件的銹蝕情況，應(yīng)對設(shè)備可能出現(xiàn)銹蝕的部件情況展開分析，尤其是對于運行超過 15 年的超期服役設(shè)備，要將設(shè)備銹蝕情況的檢查作為定期維護的重點工作之一，及時消除故障隱患。

2、要做好周、月、季、年等各項定期維護工作，維護內(nèi)容要規(guī)范徹底，尤其要注意設(shè)備參數(shù)及性能是否發(fā)生變化，部件積塵清理是否到位。

3、要積極配合設(shè)備維修中心做好每期設(shè)備巡檢工作，對于巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題及隱患要及時處理，充分發(fā)揮巡檢工作對于設(shè)備預(yù)防性維護維修的作用。

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