二次雷達信號中斷故障分析及處理

陶磊

摘 要：饋線系統作為二次雷達系統中主要組成部分，具有連接收發信機與天線陣的重要作用，為正常傳輸雷達信號提供保障。由于在較高駐波比的作用下會增加饋線的反射系數，減少天線輻射有用波，甚至造成雷達設備無法運作。本文針對空管領域二次雷達過程中出現的中斷故障進行分析，最終提出合理化建議。

關鍵詞：駐波比；饋線系統；信號中斷

中圖分類號：TN957.51 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0302-01

隨著民航事業的發展，在二次雷達信號傳輸系統中，信號在天線和收發信機之間的順利傳輸直接受電氣參數穩定性的影響，其中最為棘手的問題就是駐波比故障，同時駐波比也是雷達的天饋系統及射頻電纜的工作狀況體現的重要指標，因此需要相關工作人員在雷達日常維護中，對于駐波比的正常性給予高度關注。

1 基本概念

1.1 二次雷達

二次雷達作為一種無線電子辨認與測位系統主要由詢問雷達、應答雷達組成。詢問雷達進行電磁波的發射，應答雷達可對詢問雷達發射的電磁波進行接收，被觸發后進行應答電磁波的發射，詢問雷達以收到應答電磁為依據進行工作，達到識辨與測位的目的。詢問雷達通常在地面上固定，掃描波束脈沖所用編碼為詢問信號，而應答雷達應答脈沖自身攜帶代號編碼。詢問脈沖與應答脈沖具有不同的載波頻率，所用可有效防止發射波誤收現象。

1.2 駐波比

在具有相同相位反射波和入射波的位置，將電壓振幅進行相加，得到Vmax最大的電壓振幅，并產生波腹；在具有相反相位的反射波和入射波的位置，將電壓振幅進行相減，得到Vmin最小的電壓振幅，并產生波節。除此之外的各點振幅數值均處于波腹與波節的范圍內。所形成的合成波即為行駐波。人們通過“駐波比”的概念實現對天線系統內駐波的特性給予表征與測量，通常將VSWR電壓的駐波比及RL反射損失作為饋線駐波的狀態指標。

1.3 饋線系統

通常情況下，二次雷達單脈沖雷達饋線的系統基本構成主要包括射頻通道的切換單元、旋轉鉸鏈、和差控制的通道射頻電纜等。單脈沖的二次雷達反饋系統內，連續的射頻信號經發射單元錄取設備產生P1、P2、P3定時脈沖調制，得到的P1、P2、P3射頻脈沖進行分解，形成P1、P2和P3兩個組別，其中Σ通道進行P1、P3等信號的傳輸，由Ω通道進行P2信號的傳輸，通過耦合設備向射頻的切換單元進行傳輸，然后經旋轉鉸鏈、射頻電纜向LVA垂直的大孔徑天線進行發射。

2 故障分析

本場二次雷達在運行過程中，主備機的控制面板的雙通道的公共部分，出現較高的Ω通道的駐波比，雙機無輻射，輸出信號消失，持續發出30s告警后正常運作恢復。該故障當日反復出現兩次，并在之后的2d內連續出現多次，持續的時間短，發生的頻率高，故障點難以快速定位，最終導致設備向主備機的切換無法進行。工作人員對該故障作了如下排查：

（1）在對饋線系統的駐波比正常狀況進行排查前，將轉接線及測試儀表作為整體部分進行校準，使由轉接線造成的誤差盡量消除。此次測試所用儀表為手持式R&SFSH3頻譜儀。

（2）將開機、假負載接到Ω通道的輸出端口，設備運行正常，此時收發信機故障排除，隨后設備關機；同時卸下Ω通道的射頻電纜的下端電纜以及旋轉鉸鏈的下端電纜，在Ω通道的射頻電纜端頭發現有嚴重腐蝕現象，初步認定為該處銹蝕現象是造成通道的駐波比嚴重超高的主要原因，在對銹蝕進行簡單處理后，將假負載接上，再進行短暫開機，發現又有警告代碼出現，停機正常運行無法進行，則表明故障出現在Ω通道的射頻電纜上，同時由檢測儀表對射頻電纜的輸入機柜進行檢測顯示有4.5的駐波比，因此可以確定此次故障引發的原因為旋轉鉸鏈與電纜頭的連接處出現銹蝕現象，繼而造成Ω通道的電纜出現過高的駐波比。經過對電纜頭端的銹蝕進行清除后，短時間內故障暫時消除，但是隔日后該故障現象再次持續發生，該通道的電纜不能正常工作，在對Ω通道的射頻電纜進行更換后，二次雷達正常運行恢復，然后經過60d的觀察，該設備處于穩定的運行狀態。

3 結果分析

本文所研究的二次雷達設備已有十幾年的使用壽命，處于超期服役狀態，室外的元器件出現嚴重老化現象，并且由嚴重銹蝕，這是都是此次故障產生的主要原因。在系統處于正常運行中，VSWR不能超過1.25，由于銹蝕的原因，反射的信號比較大，Ω通道的射頻饋線為4.5VSWR，反射功率遠遠超過25%，導致設備雙機無輻射、Ω通道的駐波比出現告警代碼等現象，最終中斷雷達的輸出信號。本文在進行安裝的過程中，由于對銹蝕電纜端頭進行防水密封，所以定期維修項目內未將電纜端頭的銹蝕狀況拆除檢查納入其中，對于電纜端頭的銹蝕現象難以發現，并且故障持續時間比較短，所以故障點快速定位的難度較大。

4 提高二次雷達故障檢修工作的有效措施

在工作運行中，相關工作人員應當對該種設備以及其他老化設備安全風險給予高度重視，加大維修保護的力度，特提出以下幾點整改措施：

（1）提高對設備元件銹蝕狀況的重視程度，研究分析可能有銹蝕現象產生的設備部件，特別是已有超出15年運行期的設備，需要對設備銹蝕情況定期進行檢查，能夠將故障隱患及時消除掉。

（2）做好設備的定期維護，確保維護工作的徹底化、規范化，對于設備性能及參數的變化情況及時關注，對部件積塵及時進行清理。

（3）對于設備檢修中心工作積極配合，對設備進行定期巡檢，及時處理巡檢過程中發現的隱患及問題，在對設備進行預防性維修中確保巡檢作用的充分發揮。

5 結束語

本文通過對二次雷達在信號傳輸過程中出現的故障進行詳細分析，并且提出有效的解決措施，對二次雷達信號傳輸故障的維修管理進行剖析。通過具體工作研究，進一步了解二次雷達傳輸信號故障處理及維護，確保雷達信號傳輸的順利實施，在空管領域具有一定的參考價值。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-16