雷神二次雷達典型雷擊故障及處理辦法

陳永照

（民航云南空管分局，昆明 650200）

1 故障現象

雷神二次雷達遭到雷擊后，兩個通道的點跡錄取器、Control& Bit 板、模式產生器、視頻時鐘板、回波譯碼器、現場服務板及ADGU 指示燈均出現告警。從RMM 上查看雷達無目標，從CMS 上查看雷達詢問機無發射，并伴隨無方位信息和NVRAM故障等一序列的告警信息。

2 現場處理

出現故障后設備無目標輸出，技術人員重啟雷達設備，發現雷達不能通過自檢，同時ADGU 板件一直處于告警狀態。更換點跡錄取器及ADGU 板件后，重啟雷達設備，恢復正常工作。由此可確定故障為點跡錄取器和ADGU 板件遭受雷擊損壞后引起。

3 板件的故障原因分析及自主維修

點跡錄取器和ADGU 更換備件后設備恢復正常，證明雷達設備供電和其他部分并未損壞，故障點確定為點跡錄取器和ADGU 遭受雷擊后損壞。

3.1 點跡錄取器故障原因分析及維修

3.1.1 雷神二次雷達詢問機啟動流程

設備的點跡處理部分包括點跡錄取、接收和控制監視功能。點跡錄取器的主要功能是接收原始的應答、方位和控制信息，并根據這些信息為每一個目標生成一份目標報告。內置的控制器用于管理系統的所有控制和監視功能，而且在雙通道系統中還要把這些信息傳送到另一個機柜中。

雷神二次雷達系統加電后，點跡錄取器上單片機系統進行自檢，自檢完成后，單片機系統將會運行雷達出廠時寫在EEPROM里面的程序，讀取存在NVRAM 里面的臺站配置參數，并將讀取到的數據傳輸至Control & BIT 板上的EEPROM 里面。回波譯碼器通過高速總線來初始化，Control & BIT 板上的89C51單片機運行出廠時寫入里面的程序，讀取點跡錄取器傳到EEPROM 里面的數據后通過串行鏈路來初始化詢問機的其他板件，如果其他板件無告警信息，詢問機將正常啟動。

3.1.2 NVRAM 的特點及在點跡錄取器中的作用

NVRAM 主要是雷達出廠時存入的設備型號及運行參數等基本信息的芯片，根據每個雷達站現場情況的不同將會寫入臺站的配置信息。點跡錄取器自身帶一塊紐扣電池，存在NVRAM 里面的參數在系統斷電后也不會消失，同時NVRAM 里面將會存儲最近一次關機時設備的配置信息數據。NVRAM 沒有擦寫次數問題，臺站的配置檔是經常更新的，將配置檔單獨保存在NVRAM里，是為了避免影響FLASH 的使用壽命。

3.1.3 點跡錄取器故障原因分析及處理過程

（1）更換上故障點跡錄取器后所有板件都不能通過自檢，同時在CMS 上有“NVRAM Fault”告警信息。根據故障現象及詢問機自檢啟動流程初步判定故障點為NVRAM 模塊被雷擊燒毀或者NVRAM 遭受感應雷后里面數據錯亂導致無法完成詢問機板件自檢。如果是NVRAM 損壞，只能購買芯片進行更換；如果只是里面數據錯亂，可以考慮清除數據后將臺站配置信息重新寫入。

（2）拆開點跡錄取器板件取下紐扣電池并進行放電，放電后板件將恢復出廠設置，放電后板件仍不能通過自檢，同時通過CMS 也無法進入工廠模式。通過查看雷神二次雷達技術手冊和圖紙，發現板件上有個BIST ENABLED 跳線（如圖1所示），通過將跳線插至上面針腳時將可能跳過點跡錄取器的自檢直接初始化詢問機的其他板件。將點跡錄取器自檢跳線插至上面兩針腳后，對詢問機進行上電。發現詢問機能正常通過自檢并與CMS 建立通信，同時板件進入了工廠模式。

（3）將通信口由3（工廠模式默認默認為3）改為相應通道的通信口（A 通道為0，B 通道為9），關機后將板件插入相應的通道。開機設備自檢完成與CMS 建立通信后導入相應通道的臺站配置信息，導入完成后重啟雷達詢問機。雷達重啟后發現設備處于正常工作，同時在RMM 上也能看到正常的目標數據，但在CMS 上可以看到COM1口和COM3口通信監控線畫面為白色，提示數據未傳出去。通過DP6命令修改COM1和COM3口的時鐘觸發模式和傳輸速率后，板件仍然不能進行正常的數據通信。

根據上述情況，可知NVRAM 并未燒壞，故障原因為雷擊感應高電壓打開了NVRAM 的數據寫使能端口，造成NVRAM 里面臺站配置數據信息錯亂，從而出現了雷達無法通過自檢的情況；同時通信COM1和COM3口集成電路被雷擊損壞。

（4）將點跡錄取器拆下，并將字母板分開，用正達集成電路測試儀對通信子板上COM1口和COM3口的界面芯片進行逐個測試，發現兩個界面都是MC1488P 這個芯片燒毀。對集成電路MC1488P 進行更換后，通信口恢復正常。至此，點跡錄取器修復完成。

圖1 母版BIST ENABLED跳線 圖2 子板COM口對應集成電路

3.2 ADGU 板件故障原因分析及維修

3.2.1 ADGU 信號流程

雙通道詢問機輸出+24V 工作電源提供給ADGU，ADGU 輸出10KHz 基準正弦波到天線部分PCR 單元并接收PCR AMP 輸出的正弦、余弦、方位參考信號，生成數字方位脈沖信號（ACP/ARP）輸出到雙通道詢問機。

3.2.2 ADGU 板件故障原因分析及處理過程

（1）ADGU 板件中SINE 信號的屏蔽層、COSINE 信號的屏蔽層、EARTH、SCREEN 連接線均與雷達天線機座外殼連接。

當雷電較大時，天線和機殼會產生較大的感應電流，感應電流會順著電阻值較小的線路泄放。雖然線路上都裝了避雷器，但當線路感應流過大時，避雷器上泄放不完的電流就會順著線路進入ADGU 板件，損壞板件。

（2）考慮到板件是被感應雷電損壞，利用正達測試儀對ADGU 板件上相應的集成電路芯片進行測試，發現IC 35（LM119J）、IC 12（LS32ACN）、IC 22（74HCT21E）、IC 15（MC74HC151N）、IC 37（74HCT423）、IC 24（MM74HCT74N）芯片故障，由于這些集成電路都是無需編程的芯片，更換后上機測試，板件修復。

4 針對感應雷的防雷措施

考慮到感應雷電是由天線基座產生并經過屏蔽線及接地線傳輸下來的，根據雷電就近和低電阻泄放的原理，在天線基座房避雷器上端將這四條線路拆下并接到避雷器盒的接地點，讓基座產生并傳入屏蔽線路的感應電流就近泄放。同時從避雷器下端將這四條線抽出，接入避雷器盒的接地點，并從機房避雷器盒上端將這四條線拆除，接入避雷器盒接地點，這樣就把四條屏蔽線從兩端接地，做成等電位接地。同時從機房避雷器下端將這四條線抽出接入避雷器接地點，這樣在保證接地線就近接地的同時也能保證屏蔽線的屏蔽作用[1]。被雷擊雷達站防雷改造兩年多來，多次發生強雷暴天氣，但設備都未遭到雷擊損壞，證明針對編碼器線路的防雷改造工作有一定的防雷效果。

5 結束語

本文通過對雷神二次雷達點跡錄取器和ADGU 板件在遭受強雷擊導致故障的維修處理過程及防雷改造的分析和總結，解決了雷神二次雷達在雷擊后雙通道無法啟動、點跡錄取器及ADGU雷擊故障維修問題，同時對ADGU 線路進行了防雷改造，對雷神二次雷達的維護和維修具有一定的借鑒意義。