空管二次雷達信號輸出中斷故障處理探討

雷時雨

摘要：在民航二次雷達系統中，饋線系統是連接雷達收發信機和天線陣的唯一途徑，它保障了雷達信號的正常傳輸，雷達維護人員有必要認清饋線系統的重要作用。駐波比過高會使饋線反射系數增大，從而導致天線輻射的有用波減少，嚴重可導致雷達設備停機。本文就空管二次雷達信號輸出中斷故障處理展開探討。

關鍵詞：饋線系統；駐波比；信號中斷；定期檢查

二次雷達饋線系統中，一些電氣參數的穩定對保證收發信機與天線之間傳輸信號正常傳輸有重要作用，其中駐波比出現問題是雷達機務人員處理起來最棘手的，而駐波比就是衡量雷達天饋系統尤其是射頻電纜工作狀況的一個重要指標，所以在日常雷達維護維修過程中，駐波比是否正常是非常重要的。

一、駐波比介紹

在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅 Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin，形成波節。其它各點的振幅值則介于波腹與波節之間。這種合成波稱為行駐波。為了表征和測量天線系統中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了“駐波比”這一概念，饋線的駐波狀態通常用電壓駐波比 VSWR，及反射損失（回波損耗）RL 作為指標。

二、二次雷達饋線系統

單脈沖二次雷達饋線系統由射頻通道切換單元、和差控制通道射頻電纜、旋轉鉸鏈組成。

單脈沖二次雷達由晶體振蕩器產生的連續射頻信號在發射單元內被錄取器形成的定時脈沖 P1、P2、P3 調制，所獲得的射頻脈沖 P1、P2、P3 分解成 P1、P3 與 P2 兩組，P1、P3 由∑通道輸送，P2 信號由 Ω 通道輸送，經過耦合器輸出到射頻切換單元，然后再通過射頻電纜、旋轉鉸鏈送至垂直大孔徑（LVA）天線發射出去。

三、故障現象

某日，某單位 Alenia 二次雷達主備機控制面板同時出現 4702 告警代碼（Ω 通道駐波比過高），雙機掉輻射，雷達無信號輸出，告警持續約 30 秒后恢復正常。當日該告警又再次出現，每次持續時間約 30 秒。之后連續兩天又多次出現該情況，頻次高且持續時間短，不易快速定位故障點。由于故障發生于雙通道公共部分，所以造成設備無法切換主備機。排故過程如下：

（1）在檢查饋線系統駐波比是否正常之前，需進行測試儀表及轉接線作為一個整體進行校準工作，以消除轉接線帶來的誤差。此次使用的測試儀表為 R&S FSH3 手持式頻譜儀，此處不詳敘校準工作的步驟。如圖 2 所示：

（2）在射頻切換單元 Ω 通道輸出端（圖 3 中①的位置）接上假負載、開機，設備正常運行，排除收發信機的故障，然后關機；在 Ω 通道射頻電纜上端、旋轉鉸鏈下端（圖 3 中②的位置）卸下電纜，發現 Ω 通道電纜頭有較嚴重的銹蝕，初步懷疑為此處銹蝕導致的通道駐波比過高，簡單清銹后接上假負載時，設備短暫開機后又顯示告警代碼，停機無法正常運行，證明 Ω 通道射頻電纜有故障，同時從射頻電纜輸入機柜端用測試儀表測量駐波比為 4.5，所以電纜頭與旋轉鉸鏈連接處的銹蝕為導致此次 Ω 通道電纜駐波比過高的原因。由于電纜頭端已嚴重銹蝕，經初步清除銹蝕后，該故障雖短暫消除但隔日再次發生且持續存在，證明此通道電纜已無法正常工作，通過替換 Ω 通道射頻電纜，二次雷達設備恢復正常，經兩個月的觀察，設備運行穩定。

四、總結

該 Alenia 二次雷達設備投產至今已運行十幾年，屬于超期服役設備，室外元器件老化且出現銹蝕是導致該故障的原因。系統正常工作時要求 VSWR ≤ 1.25，因銹蝕、反射信號過大，測得的 Ω 通道射頻饋線 VSWR 為 4.5，反射功率已經遠大于25%，從而產生 Ω 通道 VSWR 電壓駐波比告警代碼、設備雙機掉輻射現象，進而導致雷達信號輸出中斷。由于本次出現內部銹蝕的電纜頭在安裝時做了防水密封處理，故未將拆除檢查該電纜頭內部銹蝕情況納入定期維護的項目中，導致該電纜頭內部銹蝕不易被發現，且每次出現持續時間短，故不易快速定位故障點。

對于有此設備及其他年老設備的保障單位來說，應高度重視老舊雷達設備在運行中的安全風險，加強維護力度，建議做到以下幾點：

1、要重點關注設備部件的銹蝕情況，應對設備可能出現銹蝕的部件情況展開分析，尤其是對于運行超過 15 年的超期服役設備，要將設備銹蝕情況的檢查作為定期維護的重點工作之一，及時消除故障隱患。

2、要做好周、月、季、年等各項定期維護工作，維護內容要規范徹底，尤其要注意設備參數及性能是否發生變化，部件積塵清理是否到位。

3、要積極配合設備維修中心做好每期設備巡檢工作，對于巡檢中發現的問題及隱患要及時處理，充分發揮巡檢工作對于設備預防性維護維修的作用。

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