法国THALES雷达遭受干扰的典型案例分析及排除.doc

法国THALES雷达遭受干扰的典型案例分析及排除The analysis and elimination for typical case of France THALES radar was suffered from wireless interference民航大连空中交通管理站技术保障部 张昱摘要：本文对THALES雷达的一次遭受干扰的典型案例进行了分析,从故障现象、工作原理、过程处理及排除方法等几个方面，详细地阐述了THALES雷达接收信号处理、信号流程及灵敏度控制方法，使技术维护人员对THALES雷达有了一个全新的认识和了解，提高了维护水平，对于全国新进口的其它THALES雷达维护有一定的借鉴作用。同时也加强了电磁环境保护的意识，在规范落实年中更好对设备进行规范化管理打下基础。关键字：THALES 雷达 干扰 分析前言大连于2007年8月从法国引进THALES一、二次合装雷达，该雷达整体技术先进，结构紧凑，设计思路合理，运行稳定，特别是在雷达控制和参数设置部分，有独到之处，控制界面简洁明了，参数设置十分灵活，甚至可以达到数据格式中的数据位的改变，这对于一位技术人员理解和应用雷达无疑是一个最有效的方法。本文中介绍了一个典型的雷达受到干扰的案例，并利用雷达参数时间灵敏度控制，使其故障消除的方法。一、故障现象2008年1月25日上午10时左右，THALES雷达突然故障，现象为二次雷达双通道接收机模块和数据处理计算机故障，在本地监控电脑（LTM）上，单脉冲二次雷达（MSSR）双通道询问机、接收处理单元、数据处理计算机部分都显示为红色这意味着二次雷达已经停止工作，该雷达为大连空管的主用雷达，管制员无法通过该雷达看到飞机，正值春运期间，航空客运货运工作十分繁忙，如雷达不能正常工作，将严重威胁人民生命和国家财产安全。二、故障分析对于该问题，比较有经验的技术维护人员第一个想到的就是公共部分故障，THALES雷达二次雷达接收机的唯一公共部分就是射频部分的旋转铰链，通过LTM观察，天线部分为绿色，因此公共部分被排除。下一步就是查找接收机本身的是否存在问题。双通道同时故障相同的雷达部件实属罕见，因此怀疑是否监控软件出现了问题，重新启动雷达系统，几分钟后，雷达启动成功，监控显示雷达设备全部为绿色，表示设备正常工作，但不到5分钟，LTM上显示的二次雷达接收机又重新故障，故障现象相同。这使技术人员一度陷入了困惑中。为了修复雷达故障，首先要从雷达的结构图开始查找，THALES二次雷达接收部分的组件主要由两部分组成（见图一），分别是MDR（Mode S Digital Receiver）和MMX（Mode S Modulator eXtractor Compact），这两部分合成为MDRP（Mode S Digital Receiver and Processing），其中MDR主要完成了log、log、logX信号的产生，低噪声放大，相位检波，本振产生、总线检测、模数转换、以及视频产生的作用。完成后的数字信号送到MMX进行下一步处理。MMX主要用于S模式，完成时间管理、方位管理，本振监控，射频单元管理，SSR信号处理，测试目标分析等。图一：THALES雷达接收部分结构图从图一看，二次雷达的接收来的、信号全部送到MDR进行处理对数处理，从对数放大器中获得log、log、log，角度误差可通过如下公式计算。其结果主要用于正确确定飞机的方位信息。三、发现干扰通过以上分析及LTM的观察，双通道接收机同时故障的可能性很小，通过本地雷达信号显示系统IRIS (Indicator of Radar Information System Local Display)，调整视频亮度适中时，突然发现雷达的北稍微偏西的方向有一束很强的信号。根据经验判断和仔细观察，该信号并不是飞机的回波信号，如图二。干扰信号图二：雷达接收的干扰信号如果将该干扰信号抑制，降低接收机灵敏度，则接收机就应该恢复正常。这使我们联想到MDRP的另一个重要的功能TVBC (TIME VARIABLE BASE CLIPPING),该功能的主要作用是排除低近区域内的回答脉冲，避免干扰。实际是通过产生一个超过阀值电压的一个确认脉冲来实现，当S模式雷达是基于log、log产生，而没有S模式的雷达则仅基于log信号。很显然距离越远，脉冲幅度越低，当超过log时将产生一个TVBC确认脉冲，每个距离段可减少6dB，该数据可以根据环境和对不同的角度和距离进行精确的调节。通过仔细观察图二的雷达图像和以上分析，初步认为是一个比较强且比较近的干扰信号，该干扰信号和雷达接收频点几乎一致，造成雷达接收机出现抑制。为了确认是否是干扰，需要降低雷达的灵敏度，当灵敏度降低到一定程度时，如果是干扰信号，将无法接收，雷达的故障将恢复正常。四、故障处理THALES雷达可以通过LTM设置16个抑制图（如图三），图三：雷达抑制图从TVBC law number0TVBC law number15,其中TVBC law number0TVBC law number8为固定的， TVBC law number9TVBC law number15可以根据需要进行独立调整。不仅可以调整抑制量，还可以调账抑制的扇区。TVBC law number 0被系统默认为没有任何抑制，即所有不同强度的回波，都被处理并送出航迹，如果使用该抑制图，雷达将送出很多假目标，TVBC law number15系统默认的抑制能力最强，如果应用，雷达就会丢失很过正常目标，这对于雷达的使用也是不可取的。因此我们一般在0-15期间寻找到一个适应当地地理条件的抑制图，并在角度上进行适当的调整，就可以完成TVBC的设定，我们大连目前使用的TVBC是3，目标稳定，假目标很少出现。为了检验大连雷达是否是受到干扰而出现故障，我们改变抑制图，并查看故障是否消失，如果消失则说明是干扰造成的，否则说明雷达内部有仍然存在问题。现将TVBC由原来的3改变为14，因为14设置的抑制能力很强，可以直接检验雷达受干扰情况，如果是干扰信号，将被抑制掉，具体操作方法为在LTM上，先将CBP连接MSSR1，按照如下目录进入抑制图。Reception ParametersI/R mapI/R map(1)TVBC mapNumber of programmed sectors 1TVBC map contentTVBC law selection in section (1) Start sectorTVBC law number 3将上面划线部分的3改成14，然后重新启动MDRP。使用同样的方法，将MSSR2的TVBC law number 由3改成14，并重启。TVBC law selection in section (1)选在的是第一扇区，因为干扰信号基本上是在正北方向。THALE雷达是把360度分成64个扇区，一个扇区为5.625度。MSSR1和2经过重新启动后，全部变成绿色，这充分证明了，是干扰信号造成雷达的故障，但是TVBC放在14，已经造成部分飞机目标消失，因此我们试探将该值逐渐改变到5，这也是目前电磁环境下，雷达的最大的处理能力了。为了保证雷达工作正常，保证信号的最大检出能力，我们想大连市无线电委员会进行了投诉，市无管局接到投诉后，立即组织监测技术人员前往现场排查干扰，并在雷达站附近的小区发现不明信号。经过反复测试和调查，最终确定干扰源为小区某住户门口设置的无线摄像头。通过宣传国家有关法规，责令马上停止了信号发射，雷达干扰彻底消除,并将TVBC值调回到3，雷达完全恢复正常运行。此次干扰的主要设备为无线摄像头，目前市场上销售的无线摄像头，基本都工作在UHF波段上，这波段的无线电波的特点是直线传播，传播能力强，距离远，适合民用无线设备的需求，但是他的发射机天线指向性不好，滤波能力差，甚至没有滤波器，因此在使用频率上很可能和雷达的使用频率重合，而雷达的灵敏度非常高，可达到-90dB，该无线设备发射的信号被雷达