二次雷達(dá)發(fā)射信號(hào)流程解析及故障分析

摘 要：對(duì)SELEX二次雷達(dá)發(fā)射部分的信號(hào)流程進(jìn)行解析，在解析過(guò)程中了解每個(gè)板件在信號(hào)流程中所起到的功能，在深入了解過(guò)后，一旦出現(xiàn)故障時(shí)能迅速鎖定故障點(diǎn)。本文結(jié)合工作中遇到的實(shí)際故障案例分析，通過(guò)現(xiàn)象明確故障點(diǎn)在發(fā)射部分，找出發(fā)射部分相關(guān)板件，通過(guò)信號(hào)流程逐級(jí)分析，并且列舉了RF SOURCE、TXIP兩個(gè)板件的故障，在以后二次雷達(dá)遇到此類(lèi)情況時(shí)能有很好的處置流程，節(jié)省定位故障點(diǎn)的時(shí)間。熟悉雷達(dá)的信號(hào)流程、各個(gè)板件功能也是雷達(dá)從業(yè)者們工作中基本要掌握的知識(shí)。

關(guān)鍵詞：SELEX二次雷達(dá);告警;RF SOURCE;TXIP

0? ?引言

二十世紀(jì)民航事業(yè)迅速發(fā)展，而作為直轄市的重慶飛行流量也與日俱增，目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)年航班吞吐量前十的機(jī)場(chǎng)?？上攵窈街貞c空管分局的壓力也不小，對(duì)民航空管設(shè)備的要求也越發(fā)嚴(yán)格。本人就職于民航重慶空管分局的一碗水雷達(dá)站，一碗水雷達(dá)站始建于1992年，是空管分局的最早的一個(gè)雷達(dá)站，經(jīng)過(guò)多年的更新?lián)Q代，目前是使用的意大利生產(chǎn)的一二次合裝雷達(dá)。本文著重介紹二次雷達(dá)，并且舉出了工作中設(shè)備故障的兩個(gè)實(shí)例，做到了一個(gè)很好的應(yīng)急流程，為以后雷達(dá)相關(guān)故障的應(yīng)急處置提供了一個(gè)通用的處理方法。

1? SELEX二次雷達(dá)發(fā)射部分板件功能及發(fā)射信號(hào)流程

在掌握發(fā)射的信號(hào)流程之前，我們先要了解一下發(fā)射機(jī)單元的相關(guān)板件以及它們的功能。

首先二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)的功能是產(chǎn)生符合要求的發(fā)射RF脈沖，送到接收機(jī)單元1030MHz本振信號(hào)。而發(fā)射機(jī)單元主要包含以下7個(gè)部件：RF Source模塊、驅(qū)動(dòng)放大器模塊（兩塊）、主功率放大器模塊（兩塊）、輔功率放大器模塊、TXIP模塊、DETECTOR模塊、電源模塊。我們著重介紹一下前6塊件的功能。

RF Source模塊（射頻源和調(diào)制模塊）：輸出RF信號(hào)，包括1030MHz連續(xù)波輸出，接收機(jī)本振信號(hào);Σ發(fā)射通道RF信號(hào)輸出，為已調(diào)制1030MHz信號(hào); Ω發(fā)射通道RF信號(hào)輸出，為已調(diào)制1030MHz信號(hào)。

DRIVER AMP（驅(qū)動(dòng)放大模塊）：將來(lái)自射頻和調(diào)制模塊的功率電平為+15 dBm 的RF信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生兩路功率電平為+46.5 dBm的輸出信號(hào)。發(fā)射機(jī)框有兩個(gè)同樣驅(qū)動(dòng)放大器模塊，一個(gè)驅(qū)動(dòng)主功率放大器模塊，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)輔功率放大器模塊。

MAIN POWER AMP（主高功放）：主驅(qū)動(dòng)放大器輸出的兩路SUM RF信號(hào)分別送到兩個(gè)主功率放大器模塊的輸入端。兩個(gè)主高功率分別放大驅(qū)動(dòng)放大模塊傳來(lái)的+46.5dBm（約40W）主射頻信號(hào)，并分別產(chǎn)生一路+61dBm（約600W）的輸出信號(hào)，再通過(guò)一個(gè)90°合成器合成為一路64dBm（約1200W信號(hào)）的信號(hào)。

AUX POWER AMP（輔高功放）：輔驅(qū)動(dòng)放大器輸出的兩路RF信號(hào)直接送到輔功率放大器的兩個(gè)輸入端，兩路RF信號(hào)的功率電平為+46.5 dBm. 輔功率放大器有兩個(gè)輸入接口，送入接口RF信號(hào)先經(jīng)過(guò)微帶線(xiàn)功率合成器合成后再進(jìn)入放大鏈。

TXIP模塊：發(fā)射機(jī)接口處理器模塊負(fù)責(zé)S模式發(fā)射機(jī)和RPCM單元的通信。發(fā)射機(jī)接口處理器模塊監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，并控制所有來(lái)自或送往發(fā)射機(jī)其他模塊的信號(hào)。

DETECTION模塊（檢波器模塊）：檢波器模塊用于對(duì)主/輔發(fā)射機(jī)的正反向功率取樣信號(hào)進(jìn)行檢波，由定向耦合器來(lái)的在此進(jìn)行檢波，視頻信號(hào)送到TXIP模塊正向功率和駐波比進(jìn)行監(jiān)視。

介紹完發(fā)射機(jī)相關(guān)板件功能，然后我們結(jié)合圖1來(lái)解析下二次雷達(dá)的發(fā)射流程：RF SOURCE產(chǎn)生1030MHZ連續(xù)波信號(hào)給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)放大模塊進(jìn)行放大，一路驅(qū)動(dòng)放大模塊信號(hào)送給兩個(gè)主高功放模塊再進(jìn)行放大，兩個(gè)主高功放模塊的輸出信號(hào)再通過(guò)一個(gè)90°合成器合成為一路的信號(hào)，另外一路驅(qū)動(dòng)放大模塊信號(hào)送給一個(gè)輔高功放模塊進(jìn)行放大輸出一路信號(hào);然后主高功放和輔高功放出來(lái)的兩路信號(hào)都各自通過(guò)一個(gè)單向器送到一個(gè)兩極帶通濾波器，單向器用于為高功放提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出負(fù)載，從而改善脈沖的形狀，兩極帶通濾波器限制RF輸出的頻譜，控制脈沖邊緣的形狀。接著信號(hào)被送入位于機(jī)柜后部的循環(huán)器;再送到一個(gè)功率探測(cè)器，在這里信號(hào)被采樣并送到檢波器（DETECTION）進(jìn)行檢測(cè)，然后信號(hào)通過(guò)一個(gè)低通濾波器后輸出到同軸電纜，經(jīng)過(guò)同軸電纜信號(hào)送入到機(jī)柜頂部的CHANGOVER（通道切換單元）;最后，選擇主用信道的主輔信號(hào)通過(guò)同軸電纜送到天線(xiàn)塔的旋轉(zhuǎn)鉸鏈，再進(jìn)入二次天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射。

2? SELEX二次雷達(dá)故障實(shí)例

之前的內(nèi)容介紹二次雷達(dá)發(fā)射部分的信號(hào)流程以及各個(gè)發(fā)射相關(guān)板件的功能，當(dāng)掌握這些知識(shí)之后，我們處理故障的時(shí)間將會(huì)更快。下面我將分享我在實(shí)際工作中的兩個(gè)故障應(yīng)急處置的實(shí)例，以便大家更好的理解這些板件的功能，以及在后續(xù)能更加快速準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，給其他雷達(dá)從業(yè)者們進(jìn)行一個(gè)參考。

實(shí)例1

現(xiàn)象：CMS監(jiān)控上出現(xiàn)二次雷達(dá)A通道發(fā)射機(jī)RF S&M告警，同時(shí)A通道接收機(jī)出現(xiàn)RF&TO和LOG AND PD告警，下端顯示框依次顯示測(cè)試振蕩器故障，對(duì)數(shù)和、差、控制通道故障，下變頻和射頻和、控制通道故障。查看二次雷達(dá)A通道設(shè)備，發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)告警燈亮，查看二次雷達(dá)SSR LCP監(jiān)控，同樣發(fā)現(xiàn)A通道告警。

分析與處置：這是一起多模塊同時(shí)告警的故障，面對(duì)此故障時(shí)，可以猜想從是一處故障引發(fā)的多模塊告警，我們從發(fā)射開(kāi)始逐級(jí)排查，首先就通過(guò)發(fā)射機(jī)RF S&M告警，鎖定RF SOURCE模塊。通過(guò)分析，RF SOURCE模塊用于產(chǎn)生二次雷達(dá)發(fā)射所需的和信號(hào)與控制信號(hào)以及接收機(jī)所需1030MHz射頻信號(hào)。RF&TO（射頻和測(cè)試模塊）和LOG&PD（對(duì)數(shù)放大和鑒相模塊）是接收機(jī)的兩個(gè)模塊，來(lái)自發(fā)射機(jī)RF SOURCE的1030MHz信號(hào)到達(dá)TO模塊，一方面是在TO模塊與60MHz信號(hào)混頻產(chǎn)生1090MHz測(cè)試信號(hào)，另一方面是到達(dá)RF模塊與接收的1090MHz信號(hào)混頻，下變頻成60MHz中頻信號(hào)傳輸給LOG&PD處理如圖2所示。 由于RF SOURCE模塊故障，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)無(wú)法產(chǎn)生1030MHz信號(hào)，使RF SOURCE出現(xiàn)告警，同時(shí)接收機(jī)因無(wú)法接收到1030MHz信號(hào)，無(wú)法合成測(cè)試信號(hào)，也無(wú)法將接收的射頻信號(hào)下變頻為中頻，導(dǎo)致RF&TO模塊告警，隨后LOD&PD模塊因無(wú)法接收到前級(jí)來(lái)的中頻信號(hào)，于是產(chǎn)生了LOG&PD告警。最終，經(jīng)過(guò)分析后，值班人員更換發(fā)射機(jī)射頻模塊RF SOURCE，更換模塊后通過(guò)觀(guān)察，告警消失，設(shè)備運(yùn)行正常。

實(shí)例2

現(xiàn)象：二次雷達(dá)LCP上B通道的Modulation指示燈有紅色告警現(xiàn)象，把LCP軟件重啟后該告警還是存在，之后把二次主備通道切換后該告警現(xiàn)象依然存在（無(wú)論是A主用還是B主用，B通道此告警一直存在）。但是通過(guò)觀(guān)察本地飛機(jī)信號(hào)正常。

分析與處置：二次雷達(dá)LCP上“Modulation”指示燈所表征的狀態(tài)是二次雷達(dá)發(fā)射的“調(diào)制”信息，二次雷達(dá)RPCM產(chǎn)生的發(fā)射脈沖（P1P2P3）在在RF SOURCE硬件模塊處進(jìn)行調(diào)制（RF SOURCE產(chǎn)生1030MHz載波）， RF SOURCE硬件模塊在進(jìn)行調(diào)制時(shí)給出調(diào)制狀態(tài)信息，傳送給TXIP硬件匯總，在傳送個(gè)監(jiān)控電腦LCP，此狀態(tài)監(jiān)控為在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（實(shí)時(shí)刷新的）。針對(duì)以上現(xiàn)象，值班員通過(guò)技術(shù)分析后，利用儀器儀表對(duì)二次雷達(dá)B通道進(jìn)行了在線(xiàn)測(cè)試（使用雷達(dá)自身的檢測(cè)口，不會(huì)對(duì)在用設(shè)備產(chǎn)生任何影響）。在RF SOURCE調(diào)制模塊后端進(jìn)行測(cè)試，正確檢波出脈沖P1P2P3，且脈沖參數(shù)符合指標(biāo)。說(shuō)明RF SOURCE硬件正常工作，調(diào)制功能正常。通過(guò)技術(shù)分析和前期已做工作，判斷“Modulation”指示燈告警為虛告警，前期已經(jīng)對(duì)軟件進(jìn)行了復(fù)位重啟未消除，說(shuō)明告警信息來(lái)自硬件模塊。已知“Modulation”告警信息涉及 RF SOURCE和 TXIP兩個(gè)硬件模塊。按照先TXIP，再RF SOURCE的順序，利用備件對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行更換測(cè)試。最后更換TXIP模塊后，“Modulation”指示燈告警消失。

3? 結(jié)束語(yǔ)

在雷達(dá)設(shè)備故障時(shí)，觀(guān)察設(shè)備監(jiān)控信息也是非常重要的提示，然后再觀(guān)察設(shè)備上的指示燈，這樣能讓我們迅速定位到與故障相關(guān)的板件，然后再根據(jù)信號(hào)流程逐級(jí)進(jìn)行分析，然后鎖定故障點(diǎn)。信號(hào)流程以及各個(gè)板件功能也是我們這些雷達(dá)從業(yè)者們必須要掌握的知識(shí)，當(dāng)故障排查中，遇到硬件故障，可以通過(guò)更換備件來(lái)消除告警，這兩個(gè)實(shí)例的分析與處置也給大家提供一個(gè)好的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張尉，二次雷達(dá)原理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009：183-186.

[2]SELEX公司.SELEX二次雷達(dá)技術(shù)資料[D].意大利.SELEX公司，2010.

作者簡(jiǎn)介：

周正，出生年月：1993年8月22日，性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：四川南充，當(dāng)前職務(wù)：機(jī)務(wù)員，當(dāng)前職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：雷達(dá).