Alenia雷达天馈系统检修维护总结.doc

Alenia雷达天馈系统检修维护总结 ?131?ELECTRONICS WORLD?技术交流Alenia雷达作为我们民航上世纪90年代投产使用的单脉冲二次雷达，已属于超期服役。 为解决Alenia雷达运行隐患，特组织对雷达进行检修。 本文对检修背景、天馈系统及旋转铰链、大修中遇到问题及注意事项进行了介绍，可以作为雷达设备天馈系统维修维护时的宝贵经验进行参考。 1引言本次检修Alenia雷达于1996年投产使用，为Alenia公司生产的马可波罗代SIR-M单脉冲二次雷达。 近年，ALenia雷达频繁出现告警、雷达信号质量明显下降，根据对雷达信号进行记录、观察分析，将主要故障点定位在天馈系统。 经过前期现场测试排查，主要故障点进一步定位在旋转铰链部分。 鉴于无备用雷达覆盖当地空域，前期只能采用以调试维护为主，确保雷达正常运行。 当外部条件具备时，启动了对Alenia雷达的检修工作。 2Alenia雷达天馈系统介绍2.1天馈系统概述Alenia雷达天馈系统通路如图1所示，主要有天线单元（列馈、分配箱）、大盘、旋转铰链、馈线、马达及其它辅助设备。 天馈系统经天线完成对电磁波信号的发射和接收、然后经旋转铰链、射频切换单元RFUC、环流器到达接收机和发射机部分。 图1Alenia雷达天馈系统通路图2.2旋转铰链介绍由于本次检修主要故障点前期定位在旋转铰链，在对天线正常检修（外场测试仪和网络分析仪）下，主要对铰链进行检查测试、维修、上机运行。 旋转铰链结构图如图2所示，最中间为滚动轴承与大盘同步，内部主要设备为同轴线和耦合器，通过耦合的方式来保证信号的匹配性。 2.3铰链异常主要判断案例类似案例一某年3月Alenia雷达引起本场起降航班出现抖动、假目标案例多起，主要原因为控制通道辐射功率不能有效抑制旁瓣询Alenia雷达天馈系统检修维护总结中国民用航空青岛空中交通管理站刘伟光问功率。 雷达室赴现场进行测量在射频切换单元处测试三个通道驻波比、正反向功率及波形，未见明显异常；对换和与控制通道发射机未见明显改善，仅能通过降低和通道发射功率而控制通道全功率来改善。 本次异常主要原因应为天馈系统，尤其是控制通道通路。 图2铰链结构图类似案例二当年9月，Alenia雷达引起信号抖动多起，在北京某公司的合作下，拆下旋转铰链下端差与控制接头，进行通道馈线测试、未见异常，将性能略好的差通道与控制通道馈线对换有明显改善现象。 本次将主要异常指向旋转铰链通往天线的通路设备。 若天线某一个或多个列馈或分配箱异常，必然会引起多方位多方向的大量信号异常，主要故障点应为旋转铰链。 类似案例三次年7月中下旬多起在Alenia雷达的151度和195度两个方位有假目标、掉点等异常现象，排查天线故障的可能性下，比较符合铰链存在异常的特征。 主要原因可能是铰链在某些方位由于磨损、锈蚀等原因导致某些通道的信号耦合不稳定造成的。 7月24日，对铰链到天线的控制通道性能测试，发现其驻波比与损耗均要略高于标准值。 次年11月底，在经中南某公司对Alenia雷达站现有备件检修后，进行对天馈系统的检测、更换备件铰链。 将拆下的旋转铰链，使用网络分析仪进行现场测试驻波比与相移均正常，但是转动有一定吃力现象、且内部有明显的不均匀性的摩擦声。 在中南公司进行拆机检测，发现内部存在严重磨损、锈蚀现象。 维修后，上机测试运行正常。 检修过程中主要出现两个故障现象，一是B通道无法上辐射，二是原始视频中双应答信号。 3B通道无法上辐射分析3.1故障描述Alenia雷达运行近20年，为了避免停电后无法开机，整个大修过程中不对询问机系统和RHP系统电源断电，仅对天馈部分断电维护。 铰链更换完成后，A通道开机上辐射后信号显示正常，B通道上辐射2秒后出现通道自动切换、DTG告警指示灯亮起、监控器出现4101告警。 3.2故障处理根据4101告警故障树及DTG故障指示灯处理，初步判断为DTG万方数据?132?ELECTRONICS WORLD?技术交流相关故障，测试DTG的J5测试发射机的输入波形，无明显波形。 更换发射机和DTG备件后故障仍然存在。 通过对Alenia雷达双通道之间通信信号分析，怀疑为A通道录取器的DEC组件板卡可能存在故障。 将A通道的DEC板卡拔下后，B通道可以正常开辐射且信号稳定显示。 然后将A通道的DEC板卡复位，双通道信号均显示正常。 3.3故障分析译码组件DEC对定时组件PTG的时间代买进行译码产生定时事件、形成最小门限电平MTL和产生驱动发射机的驱动命令。 DEC还包括8个系统继电器和6个视频放大器，继电器的激励命令多功能接口组件MIS-1，视频放大器用于放大交错组件STAGG的逻辑信号。 8个继电器其中有一个继电器可以通过接口组件控制另一通道电源的通断。 图3所示为DEC板中具体线路图受24V电源对继电器的控制，实现对另一通道的电源复位（Power Reset）和电源关闭（Pow-er OFF）功能。 图3DEC板卡线路图通过图3所示中DEC板卡P2接口连接至CH-B的母板对应针脚中，如下图4黄色标准部分所示双通道关闭辐射时，主用CH-A，并且先关闭CH-B辐射。 双通道长时间未加辐射工作，CH-A辐射开启后，CH-A的DEC板中继电器POWER OFF功能启动，致使把CH-B辐射加载不成功。 直接原因主用通道的CH-A的DEC板中继电器会关闭另一通道的电源，导致其无法正常工作。 图4DEC板卡针脚定义4原始视频中双应答信号分析4.1故障描述旋转铰链更换完成后，双通道均有信号稳定显示，但是原始视频中出现双应答现象。 每个目标的应答的原始视频中出现开裂，并且两边出现对称的原始视频如图5所示。 图5双应答原始视频4.2故障处理根据故障现象，首先判断为和差不匹配导致，更换多个角度的移相线，效果不明显。 室内对调和差馈线后，信号恢复正常。 故障定位在旋转铰链内接头和差接头接反导致。 4.3故障分析雷达天线产生3中波束，即和、差与控制通道波束，波束图如下图6所示，其中和与控制进行询问发射，全部用来接收。 图6雷达天线波束示意图从图6所示的波束图中可以看出，差通道波束正好对称的分布在和通道两边，并且波束极窄。 若和与差对换则主轴方向不再发射、而主轴两边的差波束会各自进行询问，此时原始视频中主要现象为 （1）几乎所有目标的原始视频都会出现分裂（零值深度决定），且裂宽随着距离的变远而增大； （2）分裂的原始视频完全对称一致； （3）分裂的两个原始视频应该仅形成一个目标点迹，且点迹正好在开裂中心。 5总结本文介绍了Alenia雷达天馈系统检修的背景，对天馈系统尤其是旋转铰链进行了介绍，然后对检修中出现的两个主要故障现象进行了分析。 旋转铰链是雷达重要组成部分，而且非冗余，故障会直接导致雷达无信号输出。 平常日常巡视维护中需要增加对铰链的检查，年度维护中需要增加对铰链的测试维护