雷神二次雷達環(huán)繞假目標的診斷和分析

劉海天

摘要：文章根據(jù)二次雷達工作中出現(xiàn)的環(huán)繞假目標案例進行分析，結(jié)合雷達原理，分析同碼環(huán)繞假目標產(chǎn)生的原因，并通過簡易的方法進行故障排查，快速定位故障點，詳細介紹排除故障的過程，希望對雷達維護人員處理類似故障有所幫助。

關(guān)鍵詞：雷神二次雷達；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；環(huán)繞假目標

隨著雷達管制的實施，航管監(jiān)視雷達對監(jiān)視空中飛行目標起著越來越重要的作用，二次雷達假目標對空中交通的正常運行帶來了很大的安全隱患。在維護雷達設(shè)備過程中，面對雷達系統(tǒng)故障，如何準確地分析、判斷故障點，采取一切必要措施，快速恢復(fù)設(shè)備正常工作，對于確?？罩薪煌ü芾戆踩兄匾囊饬x。

1.系統(tǒng)介紹

雷神CONDOR MK2D二次雷達是我國引進的一批性能穩(wěn)定、集成度高、維護方便的單脈沖二次雷達。雷神CONDOR MK2D二次雷達系統(tǒng)由詢問機、天線系統(tǒng)、LCMS，LDRP等部件構(gòu)成，雷達發(fā)射信號通過詢問機、射頻切換單元、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，最后經(jīng)天線發(fā)射。因天線處于運動狀態(tài)，而下方的饋線是固定的，因此需要旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來連接固定和旋轉(zhuǎn)的射頻線纜接口。LCMS是監(jiān)控和維護單元，監(jiān)控和維護雷達的運行狀態(tài)，LDRP是雷達視頻記錄和回放單元，顯示和回放目標的運行軌跡。

2.故障現(xiàn)象

通過LDRP查看，雷達視頻顯示有較多假目標出現(xiàn)，這些假目標的特點是代碼相同、距離相同，呈圓周分布，主要集中在100海里內(nèi)，CMS無告警信息。

3.故障分析

雷達假目標產(chǎn)生的原因有多種，主要包括反射、異步干擾、二次環(huán)繞、代碼混淆、同碼環(huán)繞等類型。本文主要介紹同碼環(huán)繞假目標產(chǎn)生的原因。二次雷達詢問時通過∑詢問波束詢問?！圃儐柌ㄊ且粋€指向性高增益的波束，人們稱之為主波束，但在實際工作中在天線周圍會產(chǎn)生波束泄漏。這些泄漏的波束也會引起飛機的應(yīng)答，產(chǎn)生假目標，人們稱這些波束為旁瓣。為了消除這些假目標，雷達加入了Q詢問波束。Ω詢問波束是全方向性的波束，它的天線增益比主波束弱，比旁瓣強。應(yīng)答機通過比較∑詢問波束和Ω詢問波束的信號強度，即可抑制旁瓣方向的應(yīng)答機對詢問的應(yīng)答。在實際工作中，由于設(shè)備故障或Ω發(fā)射機性能減弱，導(dǎo)致Ω詢問波束缺失或無法覆蓋旁瓣，出現(xiàn)“旁瓣擊穿”，這樣距離雷達較近的飛機對旁瓣的詢問進行了應(yīng)答，因為天線處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，飛機上的應(yīng)答機可能會響應(yīng)多次的旁瓣詢問，在屏幕上就會出現(xiàn)以雷達為中心，呈圓周分布的代碼相同、距離相同的目標，這種現(xiàn)象被稱為同碼環(huán)繞。

根據(jù)這次假目標呈環(huán)繞狀態(tài)的現(xiàn)象，符合同碼環(huán)繞假目標的特點。同碼環(huán)繞產(chǎn)生的原因有多種可能：（1）應(yīng)答機故障；（2）Q通道對∑通道旁瓣覆蓋缺失。

因為視頻顯示產(chǎn)生假目標的飛機數(shù)量較多，所以排除應(yīng)答機故障的可能，判斷是Ω通道對∑通道旁瓣覆蓋缺失。隨后開啟測試應(yīng)答機，做APM測試。APM測試是對雷達天線波瓣的測試，需將詢問模式加入B模式，關(guān)閉STC，正常的APM圖應(yīng)如圖2所示，波形1（紅色）為Ω波束，波形2（黑色）為∑波束，波形3（藍色）為△波束，Ω信號在旁瓣處應(yīng)大于∑信號。測試顯示結(jié)果如圖3所示，Ω波形嚴重缺失，無法抑制∑通道旁瓣信號會引起周邊飛機上的應(yīng)答機對旁瓣詢問的應(yīng)答。

引起Q信號缺失的原因多種，Ω通道上的任一部件故障都有可能引起Q信號缺失，其中包括：（1）Ω發(fā)射機；（2）Ω通道饋線；（3）射頻切換單元；（4）旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié).（5）天線Ω振子。

實際工作中則需要通過簡易的方法，由易到難，逐步進行排查。（1）通過CMS監(jiān)控顯示，Ω發(fā)射機功率輸出正常，而且雙機都有假目標現(xiàn)象，可以排除Ω發(fā)射機故障。（2）通道故障的檢測可以通過儀器檢測，但比較費時。

本文通過線纜交叉測試的方法進行快速定位，如圖5所示，將射頻切換單元上的Ω通道饋線接口和△通道饋線接口交叉，即Ω信號走△通道，△信號走Ω通道，做APM測試，測試結(jié)果顯示△信號缺失，Ω信號正常，如圖4所示。由此推斷射頻切換單元正常，故障點在饋線到天線這一段。（3）將射頻切換單元到旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的△和Ω饋線交換，做APM測試，結(jié)果顯示如圖3所示。Ω信號缺失，由此推斷射頻切換單元到旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的Ω饋線正常，故障點在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)到天線這一段。

（4）如圖6所示，將旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)到天線的△和Q饋線交叉，做APM測試，測試結(jié)果顯示是Ω信號缺失，由此判斷故障點在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是連接天線和饋線的重要部件，因其結(jié)構(gòu)在雷達運行時—直處于動態(tài)的狀態(tài)，存在機械的摩擦，在超過使用壽命后，容易出現(xiàn)故障。如果是Ω通道出現(xiàn)故障，就會造成同碼環(huán)繞的假目標現(xiàn)象，如果是∑通道出現(xiàn)故障，就可能造成大面積丟點，∑和Ω通道的故障還會造成波束在通道內(nèi)的反射，損害發(fā)射接口模塊。

4.旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)更換步驟

（1）拆下旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)外面接口的3根饋線。（2）一人托住旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，另A用內(nèi)六角拆下外面一圈的6個內(nèi)六角螺絲。（3）慢慢取下旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以看到里面有3根饋線連接，3個接頭處有紅、藍、綠圓點標志，其中紅點為Q通道，藍點為∑通道，綠點為△通道，記下3根饋線對應(yīng)的接口后，拆TN線。（4）更換上新的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的圓盤邊有一突出的卡扣，如圖7中箭頭所指位置，安裝前需將PCR窗口的蓋板拆下，通過PCR窗口觀察，將旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的突出位置卡在天線底座的凹槽位置。（5）裝上6個內(nèi)六角螺絲。（6）用天線手柄輕輕轉(zhuǎn)動天線，通過PCR窗口觀察旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)接口位置能跟隨天線旋轉(zhuǎn)。（7）接回外部的3根饋線。

更換后雷達開機，LDRP上顯示正常，假目標已消失。用網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測拆下的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的3個通道，發(fā)現(xiàn)Q通道衰減明顯大于∑和△通道，由此確認是旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的Q通道故障引起同碼環(huán)繞假目標。

5.結(jié)語

假目標產(chǎn)生的原因有多種，有可能是外部原因引起，也有可能是設(shè)備原因引起，維護人員在實際工作中應(yīng)根據(jù)假目標的特征，使用相應(yīng)的方法進行檢測。本文通過環(huán)繞假目標的案例，詳細分析和描述了同碼環(huán)繞假目標的處理過程，希望對雷達維護人員在實際工作中有所幫助。