Alenia二次雷達編碼器工作原理及維護維修探討

曾超平

摘 要 編碼器在雷達測量飛機角度時起著決定性作用，為提高Aleina二次雷達設備維護人員排故能力，本文對單脈沖二次雷達測角工作原理、編碼器工作原理、Aleina二次雷達編碼器方位信號測量及編碼器維修等方面做了介紹，對從事民航二次雷達設備維護的技術保障人員有一定的參考作用。

關鍵詞 單脈沖二次雷達;測角;編碼器原理;信號測量

1單脈沖二次雷達測角

在我國民航系統里，單脈沖二次雷達是目前最主要的監視飛機運行軌跡的技術，主要用于測量飛機的距離和方位并形成連續的跟蹤，被譽為管制員指揮飛機飛行時的“眼睛”。

根據單脈沖二次雷達原理，如圖1所示，飛機方位角=θ±Δθ，其中“θ”為二次雷達天線瞄準軸指向角，“Δθ”為飛機偏離瞄準軸角度，“±”表示飛機偏離二次雷達天線瞄準軸方向。在實際的二次雷達詢問系統里面，天線瞄準軸指向角“θ”由天線軸編碼器給出，因此天線軸編碼器能否正常工作，將直接影響飛機精確的方位數據的測量。

2Alenia二次雷達編碼器的工作原理

由意大利Alenia生產的SIR -M系列二次雷達，早在20世紀90年代就進入我國，并一直在我國空管雷達監視系統里內擁有很高的保有量。Alenia二次雷達編碼器屬于增量式光電編碼器。增量式光電編碼器分別由碼道輸出A相、B相和Z相三組方波脈沖，這個過程利用了光電轉換原理;A、B相用于判斷碼盤的旋轉方向，其脈沖數相同、相位差90度，而Z相則用于基準點定位，碼盤每一轉發出一個脈沖。

3Alenia 二次雷達編碼器方位信號測量

在實際的Alenia二次雷達的設備維護中，機務維護人員每年都會測量編碼器的NRP（正北信號）和ACP的波形用于對編碼器的工作狀態的評估。測量方法為：打開雷達錄取器機框，將單通道機柜背面的J21和J22連接至示波器CHA和CHB通道，示波器上以J21正北信號為觸發，正確設置示波器使J21和J22的信號同時顯示在屏幕下（如圖2所示）。觀察NRP和ACP的波形及頻率，測量的思路為：兩個NRP之間ACP出現的個數。Alenia二次雷達編碼器為12位的編碼器，理論上旋轉一圈可以出現4096個ACP脈沖，每個脈沖代表0.087890625°（將360°均分成4096份）。編碼器位數越多，角度分辨率越高，意味著測角精度越高。

4Alenia二次雷達方位編碼器的維修

在雷達系統里，編碼器屬于天線伺服系統室外天線部分，一方面安裝位置比較高，較易造雷擊，另一方面隨著編碼器內部元器件老化，故障率逐年增加。因此，對Alenia雷達編碼器的維修，不僅能夠減少雷達故障停機時間，保障設備正常運行，而且可以為單位節省維修費用。

電路分析：編碼器的電路結構圖由3組相似的電壓比較--推挽放大輸出的電路組成（如圖3所示）。光電部分輸出毫伏級直流電平進入電壓比較器LM339的負端（PORT1），正弦波信號則進入LM339正極（PORT2）。兩者進行電壓比較，當正級的正弦波電壓大于負端的參考電壓時輸出高電平，反之則輸出低電平，因此當編碼器正常旋轉時，LM339電壓比較器輸出端輸出的是連續的方波信號，再經過后級由3個NPN三極管2N5551組成的推挽驅動電路由OP端向外進行遠距離輸送。

故障情形：

ACP或NRP無波形輸出。排故方法：逐級排查，首先用示波器測量“PORT2”、“PORT4”、“PORT5”端口，若無輸出，則故障點為編碼器內部光電轉換部分;若能觀察到微弱正弦波信號，則測量LM339輸出是否有方波信號，若沒有，則測量比較器的正極電容是否因擊穿對地短路、LM339是否故障;若有方波信號，則故障點為組成推挽式驅動電路的3個NPN三極管2N5551。

ACP或NRP波形不規則、有毛刺。排故方法：多為編碼器內部機械部分的碼盤在長期的工作中由于安裝在天線大盤齒輪下方，被齒輪滲油污染了碼道引起。

5結束語

本文從單脈沖二次雷達測角原理出發，分析了Alenia二次雷達方位編碼器的工作原理、設備維護中波形測量以及分析了編碼器電路圖和常見的故障情形及維修建議，對從事民航二次雷達維護的設備技術保障人員有一定的參考作用。

參考文獻

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