由ALENIA二次雷達對數中放組件故障排除到排故原則分析

王冬冬

【摘 要】本文首先描述了ALENIA單脈沖二次雷達的接收功能、組成、原理及信號流程，并且對接收機的對數中放組件LOG IF的輸入＼輸出端做了簡要敘述，針對工作中一例對數中放組件LOG IF的故障排除，進行了詳細分析，并且就排故過程對排故的經驗和基本原則進行總結。

【關鍵詞】ALENIA 單脈沖二次雷達；LOG IF；APACOR；COS、Σ/Δ增益；開線自檢；排故原則

1 背景描述

合肥的意大利ALENIA二次雷達設備于1991年10月引進安裝和調試，安裝地點位于原合肥駱崗機場內（北緯31°47'05″、東經117°17'52″）。1992年12月通過校驗飛行，正式投產使用。1999年加裝ALENIA一次雷達天線和設備，完成一二次雷達合裝系統，確保了軍民航指揮安全。

ALENIA單脈沖二次雷達主要是利用單脈沖測角原理，由地面雷達站向空中不間斷的發出詢問信號，并接收飛機應答機發射的應答信號，經過計算機設定程序對接收來得信號進行處理，算出其高度、方位、距離等有效信息，再利用傳輸設備將數據送至終端系統顯示，配合管制人員對飛機進行駕控。其設計特性有ALENIA單脈沖技術、抗反射功能、脈沖功率調制、改進型詢問旁瓣抑制IISLS、靈敏度時間控制STC、接收機旁瓣抑制RSLS等功能。ALENIA二次雷達SIR-M設備的標準模式包括：一個主備雙機系統，一個射頻切換組件和一個天線系統。目前該套雷達已連續運行達21年，除合肥外，華東地區仍有部分地方也仍有ALENIA二次雷達在運行使用中，本文特針對其中易損耗，故障多發的對數中放組件LOG IF做出相應分析，以供維護人員參考。

2 原理說明

天線接收1090MHZ的應答信號，該天線采用雙波束接收，分別是和波束∑、差波束Δ。對每個應答信號的接收都由兩個不同的通道進行接收（參考圖1）。Σ信號和Δ信號送入耦合組件LIC中，在這個組件中強信號被限幅。由信號產生組件DTG產生的測試信號經耦合組件LIC加入接收機，對接收機各通道進行自檢。耦合組件LIC的輸出經射頻放大組件加到混頻組件MIXER-PIF中。信號在混頻組件MIXER-PIF中與1030MHZ的本振信號進行混頻，形成60MHZ的中頻信號。此中頻信號送入相幅均衡組件APACOR。在相幅均衡組件APACOR中比較∑通道信號與Δ通道信號的相位和幅度。相幅均衡組件APACOR還受到自動增益控制信號的控制。相幅均衡組件APACOR的輸出信號，∑信號與Δ信號，加到對數中放組件LOG IF進行檢波，形成相應的對數視頻信號。然后利用對數放大器對其進行對數放大。對數中頻LOG IF的輸出LOG ∑送入錄取器，LOG ∑信號與另一路輸出LOG Δ送入增益校準組件COS中。增益校準組件COS主要是產生LOG ∑/Δ信號，錄取器利用此信號來獲得單脈沖信息（OBA）。在對數中頻組件LOG IF中僅進行對數放大，而未檢波的LOG ∑信號與LOG Δ信號加到鑒相組件PHADE中。在鑒相組件PHADE中形成錄取器所需的符號信息SIGN（+_）。該信息使錄取器確定目標相對天線瞄準軸的位置是偏左還是偏右。接收機的第三個通道是Ω通道，它主要接收由控制天線接收進來的信息，用于實現接收機旁瓣抑制RSLS。

相幅均衡組建APACOR送出60MHzΣ、Δ中頻信號分別送入各自的對數中放組件LOG IF。該信號先由一低噪聲中頻放大器放大后送到八級對數放大器中。對數放大器每一級是具有對數特性的，每一級提供10dB增益。逐步增強輸入信號，使其由-85dBm增強到-5dBm，從最后一級到第一級逐步飽和。增益也由80dB逐漸下降到10dB。對數中放組件LOG IF是用于壓縮接收信號的中頻放大器，由于壓縮是通過具有對數輸入＼輸出特性的放大器來實現的，所以輸入信號每變化1dB，輸出的信號僅發生20mv的改變。通過把接受到的信號進行幅度壓縮，不僅提高了接收機的動態范圍，而且后續電路利用對數參數邏輯容易實現Σ＼Δ和Σ＼Ω的比值運算。

LOG IF的 J1端口

Σ通道的對數中放LOG IF分三路輸出，一路為LOGΣ視頻信號由J3端口輸出，送給控制器/錄取器EDF板解碼以得到航空器的應答信息，一路為LOGΣ 60MHz中頻信號由J4端口輸出，送入相位組件PHADE，用以檢測單脈沖信息，一路為LOGΣ視頻信號由J2端口輸出，送入信號增益校準組件COS。

Δ通道的對數中放組件LOG IF也分三路輸出，一路為LOGΔ 60MHz中頻信號由J4端口輸出，送入相位組件PHADE，一路為LOGΔ視頻信號由J2端口輸出，送入COS組件，另一路J3端口沒用。

對數中放組件LOG IF也有在線自檢和開線自檢功能，以檢測自身電路的工作狀態。LOG IF組件在開線自檢時若檢測到故障存在，則將告警狀態送到后續其他組件的自檢電路，抑制后續開線自檢的執行。

3 故障現象及工作環境

ALENIA二次雷達主用通道控制面板顯示“+5201”、“+5901”主要告警，設備工作自動切換至備用通道，主用通道的相幅均衡組件APACOR DS4燈亮，及PHADE DS1燈亮。工作機房溫度為20℃，濕度為29%。

4 故障分析和排查

分析：“+5201”為Σ/Δ通道接收機告警，對應Δ接收機、LIC、DTG、DEC、MIS-1。

“+5901”為Σ/Δ相位告警，對應的硬件設備是鑒相組件PHADE。兩個告警同時出現，相幅均衡組件APACOR DS4燈表示Σ＼Δ增益控制，說明故障存在于模擬接收機部分，和MIS-1板等無關， PHADE DS1燈表示Σ接收通道和Δ通道對接收信號的相移是否相同，根據SIGMA/DELT相位錯誤和電路圖分析（參考SIR-M/C 單脈沖二次雷達（上冊）），而故障未產生“+51XX”告警，初步判斷故障出現在主用通道的Δ通道接收機。

根據排故由易到難，由前級到后級的原則，先簡單處理，用萬用表測量增益校準組件COS的J12端口，嘗試調整APACOR的調節電位器R37和COS的R122數圈， J12端口電壓無法調零。R37是調節ΔGAIN既Δ信號通過APACOR的J5端口輸送到Δ通道LOG IF的信號增益幅度，R122是調節Δ通道的誤差電平及從COS的J12端口的輸出。

根據維護程序12，做開線自檢后，Δ通道APACOR的開線自檢燈DS4點亮，關鍵在這里，可能會直接認為APACOR故障，而COS是不能通過開線自檢檢測的電路，且考慮到∑、△通道AGC回路的相互影響，進一步判斷故障出現在APACOR，LOG IF，COS。更換Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入互換，出現“+5101”，“+5201”，“+5901”告警。“+5101”對應Σ接收機、LIC、DTG、DEC、MIS-1。相應故障轉移。換回Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入。由此判斷故障出現在Δ通道LOG IF，COS之間，且“+5901”告警是由“+5201”告警引起的。

5 測量Σ、Δ通道的波形

將設備置于輻射關狀態，將COS上的開關S1，S2，S3置于“M”位置，用示波器分別測量Σ、Δ通道LOG IF的J3端口。根據維護程序13，示波器上的脈沖幅度應為1.1V至1.2V。如果脈沖不再這個范圍內，則需要調整APACOR上的電位器R8和R37，直至幅度正確。

經測試Σ通道LOG IF的J3端口幅度值為1.1V，Δ通道LOG IF的J3端口幾乎無波形輸出，調節APACOR的 R37，△通道LOG IF的J3輸出信號幅度變化很小。，而確定故障出現在Δ通道LOG IF，且其開線自檢電路亦故障。

更換備件LOG IF后，根據維護程序13進行Σ通道與Δ通道增益調整。通過Σ通道的電位器R8Δ通道的R37，將兩個通道LOG IF的J3端口輸出幅度值都調至，再通過COS的R9和R122將J11， J12端口的誤差電平調零。設備恢復正常。

技術分析：因為LOG IF中某一級對數放大器中的三極管損壞，造成其放大倍數不夠，影響正常的信號放大功能，導致過低的幅度輸出值在自檢電路中低于門限而告警，不能正常工作。

6 故障排除原則淺談

故障排查是一個循序漸進的過程，一般遵循由易到難，由前級到后級的步驟，帶有軟件部分的故障組件，還要遵循先軟后硬、先外后內等基本原則。

遇到故障要先認真觀察，即首先要觀察故障現象及工作環境，如故障的設備的表現現象、顯示的內容，然后觀察設備使用的電源、溫度情況，還有設備內部環境、灰塵、指示燈狀態等，最后觀察設備軟硬件配置，了解設備軟件運行狀態，以及軟硬件所占資源的情況。

觀察之后要先想后做，根據觀察到的現象，通過掌握的相關資料及知識，了解有無相應的技術要求、使用特點等。然后，結合自身已有的知識和經驗來判斷故障原因，最后動手維護維修。

在具體動手排故的過程中需要考慮周全，細致入微。帶有軟件部分的設備需要先排除軟件故障然后再查找硬件故障。這是因為硬件受軟件所控制，而軟件系統內任何細小的問題都可能造成硬件運行出現故障。另一方面，從軟件設置開始排查能夠更好地，更徹底地找到故障源。由于ALENIA雷達是一部早期雷達，除有些參數需設置外，無軟件部分，而且故障現象針對硬件部分，所以本案例中未例舉軟件排查過程。

在排查硬件故障時，應先外后內的逐步排查，可以從設備電源是否存在問題、各個組件連接是否正常等外在因素入手。待排除上述原因后，在檢測內部各個硬件。這樣的依據也是遵循了由易到難的原則，因為往往設備外部連接等故障的排除和解決方法都較為簡單，且花費時間較少，而檢測設備內部硬件不僅耗時耗力，而且對人員的技術要求及檢測所需的配置要求較高。

對于設備內部硬件的檢測，則需要確定故障存在的范圍，相關組件，再在設備硬件故障的范圍內由前級到后級逐步排查。例如本文所提到的LOG IF組件故障，則是在確定故障組件范圍后，先檢測APACOR組件，再到LOG IF組件而確定故障源，最后更換故障硬件而排除故障。

7 結束語

本文首先闡述了LOG IF組件的基本組成與功能，根據實際維護中所出現過的LOG IF組件的故障進行了分析，并且根據排故的原則總結了部分排故經驗以供維護人員分享。希望本文對于ALENIA二次雷達今后的維護和排故會帶來一定的幫助。

【參考文獻】

[1]蘇志剛.二次雷達設備[M].中國民用航空學院，1998

[2]SIR-M/C 單脈沖二次雷達（上冊）[M].中國民用航空總局雷達導航處.

[責任編輯：孫珊珊]

根據排故由易到難，由前級到后級的原則，先簡單處理，用萬用表測量增益校準組件COS的J12端口，嘗試調整APACOR的調節電位器R37和COS的R122數圈， J12端口電壓無法調零。R37是調節ΔGAIN既Δ信號通過APACOR的J5端口輸送到Δ通道LOG IF的信號增益幅度，R122是調節Δ通道的誤差電平及從COS的J12端口的輸出。

根據維護程序12，做開線自檢后，Δ通道APACOR的開線自檢燈DS4點亮，關鍵在這里，可能會直接認為APACOR故障，而COS是不能通過開線自檢檢測的電路，且考慮到∑、△通道AGC回路的相互影響，進一步判斷故障出現在APACOR，LOG IF，COS。更換Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入互換，出現“+5101”，“+5201”，“+5901”告警。“+5101”對應Σ接收機、LIC、DTG、DEC、MIS-1。相應故障轉移。換回Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入。由此判斷故障出現在Δ通道LOG IF，COS之間，且“+5901”告警是由“+5201”告警引起的。

5 測量Σ、Δ通道的波形

將設備置于輻射關狀態，將COS上的開關S1，S2，S3置于“M”位置，用示波器分別測量Σ、Δ通道LOG IF的J3端口。根據維護程序13，示波器上的脈沖幅度應為1.1V至1.2V。如果脈沖不再這個范圍內，則需要調整APACOR上的電位器R8和R37，直至幅度正確。

經測試Σ通道LOG IF的J3端口幅度值為1.1V，Δ通道LOG IF的J3端口幾乎無波形輸出，調節APACOR的 R37，△通道LOG IF的J3輸出信號幅度變化很小。，而確定故障出現在Δ通道LOG IF，且其開線自檢電路亦故障。

更換備件LOG IF后，根據維護程序13進行Σ通道與Δ通道增益調整。通過Σ通道的電位器R8Δ通道的R37，將兩個通道LOG IF的J3端口輸出幅度值都調至，再通過COS的R9和R122將J11， J12端口的誤差電平調零。設備恢復正常。

技術分析：因為LOG IF中某一級對數放大器中的三極管損壞，造成其放大倍數不夠，影響正常的信號放大功能，導致過低的幅度輸出值在自檢電路中低于門限而告警，不能正常工作。

6 故障排除原則淺談

故障排查是一個循序漸進的過程，一般遵循由易到難，由前級到后級的步驟，帶有軟件部分的故障組件，還要遵循先軟后硬、先外后內等基本原則。

遇到故障要先認真觀察，即首先要觀察故障現象及工作環境，如故障的設備的表現現象、顯示的內容，然后觀察設備使用的電源、溫度情況，還有設備內部環境、灰塵、指示燈狀態等，最后觀察設備軟硬件配置，了解設備軟件運行狀態，以及軟硬件所占資源的情況。

觀察之后要先想后做，根據觀察到的現象，通過掌握的相關資料及知識，了解有無相應的技術要求、使用特點等。然后，結合自身已有的知識和經驗來判斷故障原因，最后動手維護維修。

在具體動手排故的過程中需要考慮周全，細致入微。帶有軟件部分的設備需要先排除軟件故障然后再查找硬件故障。這是因為硬件受軟件所控制，而軟件系統內任何細小的問題都可能造成硬件運行出現故障。另一方面，從軟件設置開始排查能夠更好地，更徹底地找到故障源。由于ALENIA雷達是一部早期雷達，除有些參數需設置外，無軟件部分，而且故障現象針對硬件部分，所以本案例中未例舉軟件排查過程。

在排查硬件故障時，應先外后內的逐步排查，可以從設備電源是否存在問題、各個組件連接是否正常等外在因素入手。待排除上述原因后，在檢測內部各個硬件。這樣的依據也是遵循了由易到難的原則，因為往往設備外部連接等故障的排除和解決方法都較為簡單，且花費時間較少，而檢測設備內部硬件不僅耗時耗力，而且對人員的技術要求及檢測所需的配置要求較高。

對于設備內部硬件的檢測，則需要確定故障存在的范圍，相關組件，再在設備硬件故障的范圍內由前級到后級逐步排查。例如本文所提到的LOG IF組件故障，則是在確定故障組件范圍后，先檢測APACOR組件，再到LOG IF組件而確定故障源，最后更換故障硬件而排除故障。

7 結束語

本文首先闡述了LOG IF組件的基本組成與功能，根據實際維護中所出現過的LOG IF組件的故障進行了分析，并且根據排故的原則總結了部分排故經驗以供維護人員分享。希望本文對于ALENIA二次雷達今后的維護和排故會帶來一定的幫助。

【參考文獻】

[1]蘇志剛.二次雷達設備[M].中國民用航空學院，1998

[2]SIR-M/C 單脈沖二次雷達（上冊）[M].中國民用航空總局雷達導航處.

[責任編輯：孫珊珊]

根據排故由易到難，由前級到后級的原則，先簡單處理，用萬用表測量增益校準組件COS的J12端口，嘗試調整APACOR的調節電位器R37和COS的R122數圈， J12端口電壓無法調零。R37是調節ΔGAIN既Δ信號通過APACOR的J5端口輸送到Δ通道LOG IF的信號增益幅度，R122是調節Δ通道的誤差電平及從COS的J12端口的輸出。

根據維護程序12，做開線自檢后，Δ通道APACOR的開線自檢燈DS4點亮，關鍵在這里，可能會直接認為APACOR故障，而COS是不能通過開線自檢檢測的電路，且考慮到∑、△通道AGC回路的相互影響，進一步判斷故障出現在APACOR，LOG IF，COS。更換Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入互換，出現“+5101”，“+5201”，“+5901”告警。“+5101”對應Σ接收機、LIC、DTG、DEC、MIS-1。相應故障轉移。換回Σ、Δ通道LOG IF的J1輸入。由此判斷故障出現在Δ通道LOG IF，COS之間，且“+5901”告警是由“+5201”告警引起的。

5 測量Σ、Δ通道的波形

將設備置于輻射關狀態，將COS上的開關S1，S2，S3置于“M”位置，用示波器分別測量Σ、Δ通道LOG IF的J3端口。根據維護程序13，示波器上的脈沖幅度應為1.1V至1.2V。如果脈沖不再這個范圍內，則需要調整APACOR上的電位器R8和R37，直至幅度正確。

經測試Σ通道LOG IF的J3端口幅度值為1.1V，Δ通道LOG IF的J3端口幾乎無波形輸出，調節APACOR的 R37，△通道LOG IF的J3輸出信號幅度變化很小。，而確定故障出現在Δ通道LOG IF，且其開線自檢電路亦故障。

更換備件LOG IF后，根據維護程序13進行Σ通道與Δ通道增益調整。通過Σ通道的電位器R8Δ通道的R37，將兩個通道LOG IF的J3端口輸出幅度值都調至，再通過COS的R9和R122將J11， J12端口的誤差電平調零。設備恢復正常。

技術分析：因為LOG IF中某一級對數放大器中的三極管損壞，造成其放大倍數不夠，影響正常的信號放大功能，導致過低的幅度輸出值在自檢電路中低于門限而告警，不能正常工作。

6 故障排除原則淺談

故障排查是一個循序漸進的過程，一般遵循由易到難，由前級到后級的步驟，帶有軟件部分的故障組件，還要遵循先軟后硬、先外后內等基本原則。

遇到故障要先認真觀察，即首先要觀察故障現象及工作環境，如故障的設備的表現現象、顯示的內容，然后觀察設備使用的電源、溫度情況，還有設備內部環境、灰塵、指示燈狀態等，最后觀察設備軟硬件配置，了解設備軟件運行狀態，以及軟硬件所占資源的情況。

觀察之后要先想后做，根據觀察到的現象，通過掌握的相關資料及知識，了解有無相應的技術要求、使用特點等。然后，結合自身已有的知識和經驗來判斷故障原因，最后動手維護維修。

在具體動手排故的過程中需要考慮周全，細致入微。帶有軟件部分的設備需要先排除軟件故障然后再查找硬件故障。這是因為硬件受軟件所控制，而軟件系統內任何細小的問題都可能造成硬件運行出現故障。另一方面，從軟件設置開始排查能夠更好地，更徹底地找到故障源。由于ALENIA雷達是一部早期雷達，除有些參數需設置外，無軟件部分，而且故障現象針對硬件部分，所以本案例中未例舉軟件排查過程。

在排查硬件故障時，應先外后內的逐步排查，可以從設備電源是否存在問題、各個組件連接是否正常等外在因素入手。待排除上述原因后，在檢測內部各個硬件。這樣的依據也是遵循了由易到難的原則，因為往往設備外部連接等故障的排除和解決方法都較為簡單，且花費時間較少，而檢測設備內部硬件不僅耗時耗力，而且對人員的技術要求及檢測所需的配置要求較高。

對于設備內部硬件的檢測，則需要確定故障存在的范圍，相關組件，再在設備硬件故障的范圍內由前級到后級逐步排查。例如本文所提到的LOG IF組件故障，則是在確定故障組件范圍后，先檢測APACOR組件，再到LOG IF組件而確定故障源，最后更換故障硬件而排除故障。

7 結束語

本文首先闡述了LOG IF組件的基本組成與功能，根據實際維護中所出現過的LOG IF組件的故障進行了分析，并且根據排故的原則總結了部分排故經驗以供維護人員分享。希望本文對于ALENIA二次雷達今后的維護和排故會帶來一定的幫助。

【參考文獻】

[1]蘇志剛.二次雷達設備[M].中國民用航空學院，1998

[2]SIR-M/C 單脈沖二次雷達（上冊）[M].中國民用航空總局雷達導航處.

[責任編輯：孫珊珊]