ALENIA一次雷达低功率告警的分析与处理

摘 要:20世纪90年代初,我国民航部门引进的意大利ALENIA雷达,分布在全国30多个机场,为空中交通管制发挥重大作用。经过长时间较为稳定的运行后,该雷达系统许多模块已经老化,进入故障多发期。其中,低功率告警是一次雷达比较常见的一种故障。本文对引起低功率告警的几种情况进行分析,并进行解决。

关键词:一次雷达 低功率告警 分析 排除 功率检测 作用距离

中图分类号:TN95 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0003-02

ALENIA一次雷达(型号:ATC—33K)设备工作在S波段。由天线组、发射机(XMTR)、接收机(RCVR)、射频单元、宽带天线共用器和天线启动器/驱动器等单元组成。采用先进的数据录取、窄带数据传输及自适应技术。系统工作时,由接收机单元中的控制/录取器产生各种控制信号对系统进行控制,这些信号包括:触发信号、控制信号、数据信号及射频信号等。

1 故障现象

雷达接收机面板的低功率告警灯(LDIR PWR 红色灯)亮,输入查看功率指令,液晶数码显示功率偏低(小于60)甚至为0,显示低功率告警,在VDU上观察可发现一次航迹数量较少或为0(与正常情况比较)。

2 分析及解决方法

结合设备的日常维护维修经验,经过仔细分析、研究,总结出造成低功率告警的原因,大致有以下几种:(1)功率检测电路。(2)频率产生及驱动部分。(3)高压——速调管灯丝工作电压产生电路。(4)功率放大器件——速调管;以下分别对上述故障原因进行分析、排查解决。

2.1 功率检测电路

ALENIA一次雷达发射机由以下四个机柜组成如图1。

(1)高压机柜:为发射调制器提供三相电源和直流电压。(2)调制机柜:为速调管提供与RF脉冲同步的稳定高压脉冲。(3)速调管机柜:对RF信号进行功率放大。(4)波导机柜:将放大后的RF信号送到天线。

速调管输出信号被送到波导机柜,在波导机柜中进行功率耦合、衰减、晶体管检波,送到接收机的RXINT板,RXINT板将波导机柜送来的功率信号转换成数字信号后送往VERA计算机。在此过程中,如果检测头、RXINT板出现问题,都可能造成低功率告警。

检测头中容易故障的部件是二极管检波管,检测头有问题应优先检查检波管,将故障管更换即可。如果RXINT板没故障只是存在老化现象,则可以调整此板中的R27电位器(此电位器用于调整差分放大器的偏致电压)。对于同一功率的信号,通过调整此电位器可以改变在前面板显示的功率数值,从而可以排除因门限问题导致的低功率告警。

2.2 频率产生及驱动单元

接收机柜中的频率产生电路为系统提供所需的工作频率,经脉冲调制器后形成脉冲调制信号,送往速调管机柜经过滤波、A类、C类放大,再送到速调管放大。

2.2.1 频率产生电路

一次雷达以一定的频率发射和接收射频信号,该射频信号由晶体振荡器产生高稳定度的本机振荡信号,经8倍倍频器和2倍倍频器产生所需的工作频率,再经三路功分器处理。其中只要任一组件故障,就不能提供正常的工作频率,经过后面滤波器的滤波处理,就没有正常信号送往驱动预放大电路,造成低功率告警。

因频率产生电路引起的低功率解决方法,可用功率计测量各级功率,将结果分别与另一通道比较,逐级进行故障排除,即可发现故障所在。

2.2.2 调制电路

发射机以一定的脉冲重复频率(1000Hz)发射射频脉冲,晶体振荡器和倍频器产生的射频信号在送到发射机之前,还必须送往调制器。实际上该调制器只起到开关作用,由一个调制信号控制它的通断,从而形成一个受脉冲调制的射频信号。此调制信号由控制/录取器中的专用接口板DRIVERS(XA13)提供。DRIVERS板作为驱动器功能板,其中作为具有平衡输出的TTL驱动器中就有MODGATE(调制门)信号,该信号作为调制信号对调制器的通断进行控制。MODGATE信号来自此板的单稳态电路。DRIVERS只是对此信号驱动,不具备产生此信号的功能。此信号的产生是由VERA计算机、IMF板及PTG板共同产生。

执行接收机面板总清操作(按下CLR键)后,设备通过自检或自检逻辑进行检查,根据前面板液晶显示告警码,便可查找相应的故障板,更换故障件即可解决问题。

2.2.3 驱动及放大

射频信号从接收机送到速调管机柜,经过滤波器滤波、A类放大器放大,3DB衰减、C类放大器放大,产生最大为7.5W的射频脉冲信号,送往速调管进行功率放大。

如果怀疑驱动及放大电路有问题,可用功率计逐级测量功率,再与另一正常的通道相比较,也可尝试采用对换部件进行比较。其中有一点必须注意,因为A、B两个通道的工作频率不同,两通道唯一不能对换的是滤波器部分。如果对换A类或C类放大器不能排除故障,但问题恰是此放大器引起,就要查看放大器的工作电压是否正常。驱动预放大是一块组件,对换方便,排除故障也比较容易。

2.3 高压产生电路

三相主电源进入高压变压器(HVPS)和整流器,经过变换和整流后为调制器提供直流电压。该直流电压再通过充电变压器和串联二极管对脉冲形成网络(人工线PFN)进行充电。变压器的副级并联一组可控硅(SCR),当PFN人工线电压充至正常值时,充电脉冲便触发可控硅产生动作,结束充电,PFN所充的电压正常值约为20kV。

接收机送来的触发信号分两路到发射机,一路送往闸流管驱动电路进行放大,作为闸流管驱动使用;另一路送往参差控制逻辑电路,并通过脉冲形成调节器,对不同的PFN的触发进行充电控制及调整,最后进行参差变频处理。因此可避免因参差变频的不稳定性对PFN的充电幅度造成影响。

触发信号控制闸流管的导通,使PFN一端对地突然放电,PFN另一端连接的升压变压器的初级电位也突然降低,造成该级电位迅速下降,产生了一个大约负80V的电压,送往速调管阴极,为速调管灯丝提供工作电压。