CINRAD/SA雷達接收機故障診斷分析及處理

馬莞迪+李旭

摘要：CINRAD/S（以下簡稱“SA”）雷達接收機是雷達的主要零部件，接收機一旦出現故障，將會導致雷達系統標定數據出現異常，造成雷達終端產品無回波出現。由于接收機中的主要部件不具有自動故障定位功能，要想對故障具體位置進行確定，技術人員僅僅憑借雷達系統的告警信息及提示是無法對故障的具體地點進行判定的。這就要求技術人員對雷達進行排查，排查是依靠檢測接收機的主通道和測試通道進行的，技術人員需要判定故障具體為哪個通道的。開展故障檢測工作時，主要是通過儀表檢測或程序標定來開展的，分步對故障點進行檢查，并將故障排除。本文主要分析了SA雷達接收機故障診斷，并在此基礎上探討了相應的處理工作。

關鍵詞：CINRAD/SA、雷達接收機、故障診斷、分析、處理

由于CINRAD/SA雷達接收機的結構十分復雜，且其中涉及到的模塊較多，接收機高度集成，加上雷達多長期連續作業，導致設備元件性能作業中性能都會出現不同程度的下降，導致設備運行的整體性及穩定性都出現減弱。本文在分析雷達結合搜集故障信息及報警信息基礎上，找出故障出現原因，并對故障部位進行確定，從而實現接收機的快速修復[1]。

一、接收機概述

（一）工作原理

接收機是CINRAD/SA雷達的關鍵部分，其功能主要為將天線接受到的信號，經過低噪聲放大、射頻至中頻變換、濾波，以及模數變換等方式，將射頻信號處理為I/Q信號。同時，接收機的頻率源會給發射機提供驅動信號，接收機也會出現射頻測試信號，用于對接收機的故障檢測及系統定標的校準工作中。

（二）接收機結構

接收機主要有頻率信號發生器及接收通道、射頻測試員選擇及接收機接口、故障檢測等等部分。

二、接收機故障描述及診斷分析

對接收機故障部位進行判定是迅速對故障進行排除的關鍵。故障診斷方法主要有以下幾個方面：首先，是利用監控系統對故障名稱及報警信息進行顯示，并對這些信息進行診斷。其次，是通過系統在線對接收機進行標定診斷。再次，對接收機進行定標診斷。最后，利用儀表等進行診斷，如功率計、信號源及示波器、噪聲源等等[2]。

（一）接收機接口板故障

1.故障現象描述

在對天氣雷達接收機進行業務檢查時發現，接收機的系統噪聲超標，實測A/D前的噪聲系數為2.5dB，正常指標為1.8dB，系統噪聲溫度檢測均未超標。根據噪聲的實測值，同構軟件將RDASC適配數據調整至R35后，系統噪聲的溫度超標出現報警聲音。報警時，噪聲溫度升高至740k左右，正常指標為438k以下[3]。

2.故障診斷分析

根據故障報警，初步調整RDA適配數據，R35值由67dB調整為65dB，主要目的是對噪聲溫度報警的出現進行減少。調整后，噪聲溫度出現下降，約降至300k左右，這時噪聲溫度雖然已經下降至正常范圍，但數據在這時的波動很大，多次進行調整，仍出現很大波動。根據以往經驗判定噪聲溫度與噪聲源有直接關系，因此懷疑故障為聲源故障[4]。但對噪聲源進行更換后，仍未出現任何反應，直刺判定接收機主通道出現故障，依據經驗判定，因為接收機前端的低噪聲放大器存在問題。首先，建立整體維修思路。利用接收機內信號源連續波信號做動態，對故障部位進行判定。為了判定故障點是在接收機前端部分，還是在接收機后端。短接二位開關J2口與定向耦合器輸入口，對接收機前端部門甩開后做動態，發現動態曲線與未短接前幾乎一樣，懷疑故障點在接收機后端。但更換4A5混頻后，發現動態結果也未出現改變，對4A5等器件換回。將線路恢復正常后，對接收機前端2A4低噪聲放大器進行更換，再次進行系統動態，結果動態曲線上的拐點已經降低至20dB左右，隨后對原低噪聲放大器進行更換。其次，對維修思路進行改變。利用在線RDASC平臺實施系統自動定標，未發現定標結果輸出，但采用離線RDASOT平臺進行定標后，發現出現定標結果輸入。檢測4A1頻率源J3口輸出功率都正常，檢測4A24二位開關輸出功率有時出現，有時消失，懷疑開關壞了，但更換后情況不變，將開關換回。由于輸出功率時有時無，同時檢測4A22四位開關及4A23輸出也會出現同樣情況，但源頭的頻率源輸出顯示正常，這時猜測問題應出現在頻率源及二位開關間。結合前面描述的情況，系統在線標定出現錯誤，而系統離線標定有時恢復正常，有時也會出現錯誤，表明信號在傳輸過程中可能會出現問題，導致控制信號不能自動進行切換。對信號流程進行分析，機內選擇CW作為測試信號，發現信號不正常，測試信號不能自動對輸出進行切換，更換接收機接口板后，動態曲線恢復正常。這時的動態范圍值處于86dB左右，利用頻譜儀對A/D前噪聲系數進行檢測，發現系數在1.7dB左右，恢復正常后，再換回以前的4A32，故障又出現[5]。這時判定這次故障是由于接收機接口板的故障不正常導致的，發送控制信號出現異常。

（二）接收機高速采集模塊故障

1.故障現象描述

天氣雷達在運行中RDASC顯示地物濾波前后均顯示為正直，并出現了報警信息，且標定數據都出現超標。在故障報警出現時，雷達發射機的輸出功率正常且伺服系統運行也是正常的，但雷達地物雜波抑制會變差，地物濾波后功率這時也不太穩定，導致回波強度受到的干擾較大。通過軟件參數的實時調整及對采樣點的修改，對雷達系統重新標定，故障這時仍不能完全排除。之后將接收機重新啟動后，再次進行標定，故障依舊存在。

2.故障診斷分析

打開RDASOT軟件，開啟接收機測試平臺，勾選出相應選項后，用功率計對4A1頻率源J3口輸出進行測試，2A3接收機保護器實行J1輸入，J3輸出，無源二極管限幅器實行J2輸出及2A4低噪聲放大器J2輸出，同構對各元器件輸入輸出功率進行測定，發現正常。利用RDASOT軟件對其進行測試，測得濾波前功率為50dB左右，濾波后在2-23dB范圍內變化，且濾波后各采樣點都測定為正值。

結語：

本文主要分析了接收機出現的故障診斷，并結合以往經驗總結了雷達維護的注意事項。首先，接收機故障檢測采用的主要方法有動態檢測法、功率檢測法等等。其次，國家相關主管部門應建立備件測試平臺，對備件實施性能測試，保證雷達的備件質量是和合格的。最后，接收機電纜較多，焊接點焊錫隨著長期運行會出現老化松動，導致故障出現。在日常維護工作中，應對各接口線外露焊點是否存在裂痕進行檢查，并確定外包絕緣膠套有無出現老化。

參考文獻：

[1]韓亞靜，宗曉鴻.濱州CINRAD/SA雷達接收機動態異常分析與處理[J].山東氣象，2016，36（3）：65-68.

[2]王偉平.CINRAD/SA雷達接收機主通道故障分析及排除[J].氣象水文海洋儀器，2016，33（1）：115-117.

[3]李強，劉永亮，於瑩.CINRAD/SA雷達接收機故障分析[J].氣象研究與應用，2014，35（3）：100-102.

[4]巫喬，朱永兵，董根銘.一次CINRAD/SA雷達接收機二位開關故障分析[J].氣象水文海洋儀器，2014，31（1）：107-109.

[5]姚文，劉志邦，王浩宇等.CINRAD/SA雷達接收機故障個例分析與處理[J].氣象水文海洋儀器，2013，30（3）：91-92.

簡介：馬莞迪，女（1984.9——），四川江油人，工程師，本科，研究方向：火控雷達接收機。

二作：李旭，男（1983.10——），四川成都市人，工程師，本科，研究方向：火控雷達接收機。