民航海南空管分局 海南海口 571126
摘要：本文通过介绍意大利 Alenia SSR-M单脉冲二次雷达ACP NRP的信号流程以及相关电路的分析异常故障案例的分析处理过程，对此会导致整个雷达系统失效的I类故障进行信号流程分析，在发生故障时如何通过故障现象准确定位故障点的位置，如何对故障进行正确处理。
关键词： Alenia；二次雷达；故障分析
0 引言
意大利ALENIA公司生产的SSR-M型单脉冲二次雷达上世纪九十年代引进中国，广泛分布于各大管制区域，用于空中交通管制系统，承担着监视任务。SSR-M二次雷达设备由天线部分、切换单元、射频部分、发射部分、接受部分、电源供给部分、控制录取器等七个部分组成，其中ACP NRP作为天线部分传送给雷达最重要的信号，提供方位增量信息以及正北方位基准。如若异常，将会产生整体角度偏移，使整个雷达系统无法工作，甚至会对ATC系统产生影响。
1 ACP NRP信号流程概述
ACP NRP信号由AMDU模块的编码器组件产生，NRP为正北方位信号，每个天线旋转周期产生一个，作为雷达正北方向判断的依据。ACP为方位增量信号，按照每个周期128个方位进行信号输出后送到ASC机柜进行信号放大处理。
编码器送出的ACP/NRP脉冲信号连接到主板的J1，匹配阻抗为75Ω。ASC组件中的+5/±12V电源模块为ASC机框各种电路板和编码器提供电源，ASC中的EDR板接收天线ACP和NRP方位数据，并进行滤波，抑制干扰。然后，经过延迟，以75Ω同轴匹配阻抗和120Ω平衡双绞线匹配阻抗输出，并对ACP和NRP数据进行在线BITE检测。
1.1 EDR板功能概述
其中EDR板件 主要是接收和分配ACP和NRP信号以及编码器正北信号调整，其具体功能如下：
1)监控来自编码器的ACP和NRP信号；
2)双编码器配置时，当一个编码器故障，自动或手动进行编码器的切换；
3)通过简单的跳线设置，调整NRP相对于磁北位置，不需要通过旋转编码器来进行调整，简化了编码器的更换；
4)NRP延迟补偿方位增量的处理延迟；
5)模拟ACP和NRP用作测试；
6)通过75Ω非平衡匹配接收电路，再生来自天线编码器的ACP和NRP信号；
7)通过尖峰信号抑制电路，保护免受可能在ACP和NRP输入存在的尖峰影响；
8)通过延迟电路，调整由编码器产生的正北脉冲相对于磁北的位置；
9)通过BITE电路识别ACP和NORTH信号路径，检查编码器操作；
10)模拟产生ACP和NORTH信号；
11)NORTH正北脉冲最大延迟128个ACP脉冲，以匹配正北输出脉冲到监视显示的视频处理延迟；
12)故障时产生告警信号，送到A通道和B通道接收机控制录取器。
1.2 ACP NRP相关电路概述
（1）编码器监控
从接收逻辑来的ACP和NRP送到监控逻辑，通过单稳态电路识别编码器ACP（14毫秒）数据； 通过4比特计数器（40秒）识别编码器NORTH数据，慢时钟产生器，产生周期2.5秒，40秒延迟的时钟信号。
编码器通过EDR前面板的DS1绿色指示灯，显示为编码器1工作。如果未检测到编码器，编码器故障信令会传送到本地控制面板或遥控端。看门狗电路只有天线处于运转状态（信号ANTON1为逻辑0电平）时才启用。由于ANT.ON信号会立即有效，而看门狗电路的第一个正北脉冲存在一定延迟，这样就会导致产生错误的编码器告警，因此，在天线启动发射40秒周期内，需启动编码器告警抑制逻辑。
（2）模拟ACP
在EDR板，模拟产生固定的1毫秒周期的ACP，测试ACP通过设置跳线S5为2-3进行选择，同时，EDR前面板TEST指示灯点亮。
（3）编码器选择 MPX进行编码器1、编码器2和模拟ACP和方位数据的选择，通过S5选择为实时或者测试ACP和NRP数据从MPX输出。编码器1和编码器2输出的实时ACP和NRP数据信号可选择自动和强制方式，跳线S6和S9设置功能如下：
S6，1连接到2 = ENC 2（强制选择）
S6，2连接到3 = 自动（ENC1 或者 ENC2）
S6，2连接到S9，2 = ENC1（强制选择）
图 1模拟ACP电路图
（4）尖峰抑制电路 从编码器选择逻辑输出的ACP和NRP信号，送到尖峰抑制电路，ACP和NRP脉冲需要从编码器至PLD/AS单元之间线路的尖峰或噪声中识别出来。电路由积分器和比较器组成，输入的脉冲在积分器进行积分，然后通过比较器通过门限的上下沿比较，产生脉冲的宽度，从而消除干扰信号。
（5）编码器调整和正北延迟电路 编码器调整电路的目的是调整由编码器1和编码器2产生的正北信号相对于磁北位置。从尖峰逻辑电路来的正北脉冲，根据跳线S2、S3和S4的设置，插入4096个ACP计数值。当存在EN信号，延迟电路（4096个ACP计数）启动，ACP1或ACP2或测试ACP激活。如果EDR板开始处理正北信号（AB信号为逻辑“1电平”），计数就开始启动。NRP延迟逻辑启动产生最大延迟为128个ACP步进的正北脉冲，跳线S1为延迟使能。
图2 编码器调整和正北延迟电路图
2.ACP NRP故障实例分析
2.1故障情况描述：
二次雷达录取器显示ACP NRP异常丢失，雷达无信号输出。产生8021 8022告警。
2.2故障情况分析
①雷达出现告警后，先对向EDR板供电的+5/+12V电源进行检查，检测发现电压正常，排除供电造成的EDR驱动电压不足的问题。
②对ASC机柜的输入的ACP NRP进行检测，检测正常，排除天线铰链以及编码器故障。
③检测控制录取器输入端信号，获得周期为900us的信号，经判断此信号为ACP信号，但幅值与标准值存在差异。对电路进行分析，确定为EDR板上的功放管故障，对功放管进行更换过后，故障消除。
3 结论或结束语
本文对ALENIA二次雷达ACP NRP信号流程进行了梳理，并对相关电路进行分析，在此基础上分析了在日常工作中出现的故障以及如何排除故障，希望对同行能有所帮助。方位信号作为两个通道的共用信号，其异常将导致整个雷达系统失效，因此在处理此类故障的时候应采取先易后难的顺序进行排故，以保证设备及时恢复使用。文中不妥之处，敬请批评指正。
参考文献：
[1] 苏志刚.雷达原理[M].天津：中国民航大学出版社，2007:56.
[2] 意大利Alenia公司，SIR-M TECHNICAL MANUAL[Z].1998
论文作者:莫卓玮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/14
标签：编码器论文; 信号论文; 电路论文; 脉冲论文; 故障论文; 天线论文; 尖峰论文; 《基层建设》2017年第29期论文;