二次雷達發射信號流程解析及故障分析

摘 要：對SELEX二次雷達發射部分的信號流程進行解析，在解析過程中了解每個板件在信號流程中所起到的功能，在深入了解過后，一旦出現故障時能迅速鎖定故障點。本文結合工作中遇到的實際故障案例分析，通過現象明確故障點在發射部分，找出發射部分相關板件，通過信號流程逐級分析，并且列舉了RF SOURCE、TXIP兩個板件的故障，在以后二次雷達遇到此類情況時能有很好的處置流程，節省定位故障點的時間。熟悉雷達的信號流程、各個板件功能也是雷達從業者們工作中基本要掌握的知識。

關鍵詞：SELEX二次雷達;告警;RF SOURCE;TXIP

0? ?引言

二十世紀民航事業迅速發展，而作為直轄市的重慶飛行流量也與日俱增，目前已經成為國內年航班吞吐量前十的機場。可想而知，民航重慶空管分局的壓力也不小，對民航空管設備的要求也越發嚴格。本人就職于民航重慶空管分局的一碗水雷達站，一碗水雷達站始建于1992年，是空管分局的最早的一個雷達站，經過多年的更新換代，目前是使用的意大利生產的一二次合裝雷達。本文著重介紹二次雷達，并且舉出了工作中設備故障的兩個實例，做到了一個很好的應急流程，為以后雷達相關故障的應急處置提供了一個通用的處理方法。

1? SELEX二次雷達發射部分板件功能及發射信號流程

在掌握發射的信號流程之前，我們先要了解一下發射機單元的相關板件以及它們的功能。

首先二次雷達發射機的功能是產生符合要求的發射RF脈沖，送到接收機單元1030MHz本振信號。而發射機單元主要包含以下7個部件：RF Source模塊、驅動放大器模塊（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（射頻源和調制模塊）：輸出RF信號，包括1030MHz連續波輸出，接收機本振信號;Σ發射通道RF信號輸出，為已調制1030MHz信號; Ω發射通道RF信號輸出，為已調制1030MHz信號。

DRIVER AMP（驅動放大模塊）：將來自射頻和調制模塊的功率電平為+15 dBm 的RF信號進行放大，產生兩路功率電平為+46.5 dBm的輸出信號。發射機框有兩個同樣驅動放大器模塊，一個驅動主功率放大器模塊，另一個驅動輔功率放大器模塊。

MAIN POWER AMP（主高功放）：主驅動放大器輸出的兩路SUM RF信號分別送到兩個主功率放大器模塊的輸入端。兩個主高功率分別放大驅動放大模塊傳來的+46.5dBm（約40W）主射頻信號，并分別產生一路+61dBm（約600W）的輸出信號，再通過一個90°合成器合成為一路64dBm（約1200W信號）的信號。

AUX POWER AMP（輔高功放）：輔驅動放大器輸出的兩路RF信號直接送到輔功率放大器的兩個輸入端，兩路RF信號的功率電平為+46.5 dBm. 輔功率放大器有兩個輸入接口，送入接口RF信號先經過微帶線功率合成器合成后再進入放大鏈。

TXIP模塊：發射機接口處理器模塊負責S模式發射機和RPCM單元的通信。發射機接口處理器模塊監測發射機的工作狀態，并控制所有來自或送往發射機其他模塊的信號。

DETECTION模塊（檢波器模塊）：檢波器模塊用于對主/輔發射機的正反向功率取樣信號進行檢波，由定向耦合器來的在此進行檢波，視頻信號送到TXIP模塊正向功率和駐波比進行監視。

介紹完發射機相關板件功能，然后我們結合圖1來解析下二次雷達的發射流程：RF SOURCE產生1030MHZ連續波信號給兩個驅動放大模塊進行放大，一路驅動放大模塊信號送給兩個主高功放模塊再進行放大，兩個主高功放模塊的輸出信號再通過一個90°合成器合成為一路的信號，另外一路驅動放大模塊信號送給一個輔高功放模塊進行放大輸出一路信號;然后主高功放和輔高功放出來的兩路信號都各自通過一個單向器送到一個兩極帶通濾波器，單向器用于為高功放提供一個穩定的輸出負載，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。接著信號被送入位于機柜后部的循環器;再送到一個功率探測器，在這里信號被采樣并送到檢波器（DETECTION）進行檢測，然后信號通過一個低通濾波器后輸出到同軸電纜，經過同軸電纜信號送入到機柜頂部的CHANGOVER（通道切換單元）;最后，選擇主用信道的主輔信號通過同軸電纜送到天線塔的旋轉鉸鏈，再進入二次天線進行發射。

2? SELEX二次雷達故障實例

之前的內容介紹二次雷達發射部分的信號流程以及各個發射相關板件的功能，當掌握這些知識之后，我們處理故障的時間將會更快。下面我將分享我在實際工作中的兩個故障應急處置的實例，以便大家更好的理解這些板件的功能，以及在后續能更加快速準確的定位故障點，給其他雷達從業者們進行一個參考。

實例1

現象：CMS監控上出現二次雷達A通道發射機RF S&M告警，同時A通道接收機出現RF&TO和LOG AND PD告警，下端顯示框依次顯示測試振蕩器故障，對數和、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A通道設備，發現發射機告警燈亮，查看二次雷達SSR LCP監控，同樣發現A通道告警。

分析與處置：這是一起多模塊同時告警的故障，面對此故障時，可以猜想從是一處故障引發的多模塊告警，我們從發射開始逐級排查，首先就通過發射機RF S&M告警，鎖定RF SOURCE模塊。通過分析，RF SOURCE模塊用于產生二次雷達發射所需的和信號與控制信號以及接收機所需1030MHz射頻信號。RF&TO（射頻和測試模塊）和LOG&PD（對數放大和鑒相模塊）是接收機的兩個模塊，來自發射機RF SOURCE的1030MHz信號到達TO模塊，一方面是在TO模塊與60MHz信號混頻產生1090MHz測試信號，另一方面是到達RF模塊與接收的1090MHz信號混頻，下變頻成60MHz中頻信號傳輸給LOG&PD處理如圖2所示。 由于RF SOURCE模塊故障，導致發射機無法產生1030MHz信號，使RF SOURCE出現告警，同時接收機因無法接收到1030MHz信號，無法合成測試信號，也無法將接收的射頻信號下變頻為中頻，導致RF&TO模塊告警，隨后LOD&PD模塊因無法接收到前級來的中頻信號，于是產生了LOG&PD告警。最終，經過分析后，值班人員更換發射機射頻模塊RF SOURCE，更換模塊后通過觀察，告警消失，設備運行正常。

實例2

現象：二次雷達LCP上B通道的Modulation指示燈有紅色告警現象，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象依然存在（無論是A主用還是B主用，B通道此告警一直存在）。但是通過觀察本地飛機信號正常。

分析與處置：二次雷達LCP上“Modulation”指示燈所表征的狀態是二次雷達發射的“調制”信息，二次雷達RPCM產生的發射脈沖（P1P2P3）在在RF SOURCE硬件模塊處進行調制（RF SOURCE產生1030MHz載波）， RF SOURCE硬件模塊在進行調制時給出調制狀態信息，傳送給TXIP硬件匯總，在傳送個監控電腦LCP，此狀態監控為在線實時監測（實時刷新的）。針對以上現象，值班員通過技術分析后，利用儀器儀表對二次雷達B通道進行了在線測試（使用雷達自身的檢測口，不會對在用設備產生任何影響）。在RF SOURCE調制模塊后端進行測試，正確檢波出脈沖P1P2P3，且脈沖參數符合指標。說明RF SOURCE硬件正常工作，調制功能正常。通過技術分析和前期已做工作，判斷“Modulation”指示燈告警為虛告警，前期已經對軟件進行了復位重啟未消除，說明告警信息來自硬件模塊。已知“Modulation”告警信息涉及 RF SOURCE和 TXIP兩個硬件模塊。按照先TXIP，再RF SOURCE的順序，利用備件對兩個模塊進行更換測試。最后更換TXIP模塊后，“Modulation”指示燈告警消失。

3? 結束語

在雷達設備故障時，觀察設備監控信息也是非常重要的提示，然后再觀察設備上的指示燈，這樣能讓我們迅速定位到與故障相關的板件，然后再根據信號流程逐級進行分析，然后鎖定故障點。信號流程以及各個板件功能也是我們這些雷達從業者們必須要掌握的知識，當故障排查中，遇到硬件故障，可以通過更換備件來消除告警，這兩個實例的分析與處置也給大家提供一個好的借鑒。

參考文獻：

[1]張尉，二次雷達原理[M].北京：國防工業出版社，2009：183-186.

[2]SELEX公司.SELEX二次雷達技術資料[D].意大利.SELEX公司，2010.

作者簡介：

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，當前職務：機務員，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：雷達.