民航海南空管分局海南海口571126
摘要:本文通过介绍意大利AleniaSSR-M单脉冲二次雷达ACPNRP的信号流程以及相关电路的分析异常故障案例的分析处理过程,对此会导致整个雷达系统失效的I类故障进行信号流程分析,在发生故障时如何通过故障现象准确定位故障点的位置,如何对故障进行正确处理。
关键词:Alenia;二次雷达;故障分析
0引言
意大利ALENIA公司生产的SSR-M型单脉冲二次雷达上世纪九十年代引进中国,广泛分布于各大管制区域,用于空中交通管制系统,承担着监视任务。SSR-M二次雷达设备由天线部分、切换单元、射频部分、发射部分、接受部分、电源供给部分、控制录取器等七个部分组成,其中ACPNRP作为天线部分传送给雷达最重要的信号,提供方位增量信息以及正北方位基准。如若异常,将会产生整体角度偏移,使整个雷达系统无法工作,甚至会对ATC系统产生影响。
1ACPNRP信号流程概述
ACPNRP信号由AMDU模块的编码器组件产生,NRP为正北方位信号,每个天线旋转周期产生一个,作为雷达正北方向判断的依据。ACP为方位增量信号,按照每个周期128个方位进行信号输出后送到ASC机柜进行信号放大处理。
编码器送出的ACP/NRP脉冲信号连接到主板的J1,匹配阻抗为75Ω。ASC组件中的+5/±12V电源模块为ASC机框各种电路板和编码器提供电源,ASC中的EDR板接收天线ACP和NRP方位数据,并进行滤波,抑制干扰。然后,经过延迟,以75Ω同轴匹配阻抗和120Ω平衡双绞线匹配阻抗输出,并对ACP和NRP数据进行在线BITE检测。
1.1EDR板功能概述
其中EDR板件主要是接收和分配ACP和NRP信号以及编码器正北信号调整,其具体功能如下:
1)监控来自编码器的ACP和NRP信号;
2)双编码器配置时,当一个编码器故障,自动或手动进行编码器的切换;
3)通过简单的跳线设置,调整NRP相对于磁北位置,不需要通过旋转编码器来进行调整,简化了编码器的更换;
4)NRP延迟补偿方位增量的处理延迟;
5)模拟ACP和NRP用作测试;
6)通过75Ω非平衡匹配接收电路,再生来自天线编码器的ACP和NRP信号;
7)通过尖峰信号抑制电路,保护免受可能在ACP和NRP输入存在的尖峰影响;
8)通过延迟电路,调整由编码器产生的正北脉冲相对于磁北的位置;
9)通过BITE电路识别ACP和NORTH信号路径,检查编码器操作;
10)模拟产生ACP和NORTH信号;
11)NORTH正北脉冲最大延迟128个ACP脉冲,以匹配正北输出脉冲到监视显示的视频处理延迟;
12)故障时产生告警信号,送到A通道和B通道接收机控制录取器。
1.2ACPNRP相关电路概述
(1)编码器监控
从接收逻辑来的ACP和NRP送到监控逻辑,通过单稳态电路识别编码器ACP(14毫秒)数据;通过4比特计数器(40秒)识别编码器NORTH数据,慢时钟产生器,产生周期2.5秒,40秒延迟的时钟信号。
编码器通过EDR前面板的DS1绿色指示灯,显示为编码器1工作。如果未检测到编码器,编码器故障信令会传送到本地控制面板或遥控端。看门狗电路只有天线处于运转状态(信号ANTON1为逻辑0电平)时才启用。由于ANT.ON信号会立即有效,而看门狗电路的第一个正北脉冲存在一定延迟,这样就会导致产生错误的编码器告警,因此,在天线启动发射40秒周期内,需启动编码器告警抑制逻辑。
(2)模拟ACP
在EDR板,模拟产生固定的1毫秒周期的ACP,测试ACP通过设置跳线S5为2-3进行选择,同时,EDR前面板TEST指示灯点亮。
(3)编码器选择MPX进行编码器1、编码器2和模拟ACP和方位数据的选择,通过S5选择为实时或者测试ACP和NRP数据从MPX输出。编码器1和编码器2输出的实时ACP和NRP数据信号可选择自动和强制方式,跳线S6和S9设置功能如下:
S6,1连接到2=ENC2(强制选择)
S6,2连接到3=自动(ENC1或者ENC2)
S6,2连接到S9,2=ENC1(强制选择)
图1模拟ACP电路图
(4)尖峰抑制电路从编码器选择逻辑输出的ACP和NRP信号,送到尖峰抑制电路,ACP和NRP脉冲需要从编码器至PLD/AS单元之间线路的尖峰或噪声中识别出来。电路由积分器和比较器组成,输入的脉冲在积分器进行积分,然后通过比较器通过门限的上下沿比较,产生脉冲的宽度,从而消除干扰信号。
(5)编码器调整和正北延迟电路编码器调整电路的目的是调整由编码器1和编码器2产生的正北信号相对于磁北位置。从尖峰逻辑电路来的正北脉冲,根据跳线S2、S3和S4的设置,插入4096个ACP计数值。当存在EN信号,延迟电路(4096个ACP计数)启动,ACP1或ACP2或测试ACP激活。如果EDR板开始处理正北信号(AB信号为逻辑“1电平”),计数就开始启动。NRP延迟逻辑启动产生最大延迟为128个ACP步进的正北脉冲,跳线S1为延迟使能。
图2编码器调整和正北延迟电路图
2.ACPNRP故障实例分析
2.1故障情况描述:
二次雷达录取器显示ACPNRP异常丢失,雷达无信号输出。产生80218022告警。
2.2故障情况分析
①雷达出现告警后,先对向EDR板供电的+5/+12V电源进行检查,检测发现电压正常,排除供电造成的EDR驱动电压不足的问题。
②对ASC机柜的输入的ACPNRP进行检测,检测正常,排除天线铰链以及编码器故障。
③检测控制录取器输入端信号,获得周期为900us的信号,经判断此信号为ACP信号,但幅值与标准值存在差异。对电路进行分析,确定为EDR板上的功放管故障,对功放管进行更换过后,故障消除。
3结论或结束语
本文对ALENIA二次雷达ACPNRP信号流程进行了梳理,并对相关电路进行分析,在此基础上分析了在日常工作中出现的故障以及如何排除故障,希望对同行能有所帮助。方位信号作为两个通道的共用信号,其异常将导致整个雷达系统失效,因此在处理此类故障的时候应采取先易后难的顺序进行排故,以保证设备及时恢复使用。文中不妥之处,敬请批评指正。
参考文献:
[1]苏志刚.雷达原理[M].天津:中国民航大学出版社,2007:56.
[2]意大利Alenia公司,SIR-MTECHNICALMANUAL[Z].1998