INDRA二次雷達雙通道頻繁自動切換的原因分析

黎建春

摘要：IRS-20MP/L是西班牙INDRA公司所研制的單脈沖航管二次雷達，系統采用雙機熱備份方式，具有較高的任務可靠性。國內某空管局于2009年5月建設投產該雷達。近年來，該雷達頻繁出現主/備自動切換的異常現象。經測試，雷達各項指標正常，通過雷達巡檢，大修，對雷達通道異常切換進行了分析，排查、復現，但仍未找到有效的解決方案。雷達雙通道頻繁互切現象依舊，雷達室技術人員深入分析雷達雙通道自動切換問題時，發現雷達單脈沖曲線存在異常，通過調整和、差通道接收機幅相一致性，雷達單脈沖曲線得到了改善，雷達雙通道頻繁互切也得到了有效的控制。

一、故障現象

國內某空管局INDRA IRS-20MP/L型二次雷達頻繁出現主備通道異常切換的現象，雷達告警日志顯示：“BOARD 10 R/T Monopulse Detector Fault”，雷達由通道1切換至通道2，緊接著通道1自動恢復正常。雷達通道2發生自動切換時的告警日志與通道1一致。詳細告警日志如圖1所示。

雷達通道自動切換時，一般不會影響外送信號，但當出現通道頻繁切換時，會造成目標丟失。

二、通道自動切換原因分析

（1）、雷達公共部分排查

由于通道切換發生在雙通道之間，雷達室初步懷疑雷達切換開關至天線的公共部分工作異常，對雷達天線，饋線、旋轉鉸鏈、編碼器、切換開關進行測量，相關指標均符合運行要求。

（2）、A10板告警機制排查

英德拉二次雷達A10板告警時，雷達通道自動切換，雷達室根據英德拉二次雷達的自檢機制和設計原理，對該告警進行深入分析。

A10板接收雷達MRX模塊（接收機）送出的基帶信號，進行處理，同時檢測MRX檢波輸出測試信號的狀態，以此判斷接收機功能和單脈沖處理的功能的正常與否，故障判斷邏輯如圖2所示。有6個故障分支可引起該故障現象。

經測試，接收機靈敏度、動態范圍、MFA電源穩定性等指標均符合規范要求。

雷達自檢信號頻率、幅度穩定，未發現異常。通過外加干擾源測試，排除外部干擾導致的通道切換。

利用射頻信號發生器，模擬應答機異步應答信號干擾，當干擾信號增強至-55dBm時，示波器端觀察到雷達自檢信號嚴重變形，幅度相對標準自檢信號有大幅波動，同時A10模塊產生“BOARD A10 R/T Monopulse Detector Fault”的告警;逐漸降低干擾信號強度，當干擾信號強度低于-55dBm時，從示波器端觀察到雷達自檢信號，變形微弱，同時A10模塊自檢正常，SLG終端日志顯示“BOARD A10 R/T Monopulse Detector Recover”。故障復現場景儀器連接圖如3所示，異步干擾信號測試圖如4所示。

通過以上測試，初步判定雷達通道切換為異步干擾造成。但考慮到近些年才出現的雷達通道自動切換，且周邊雷達數量并未出現較大改變，航班數量也未出現急劇的增長。異步干擾造成雷達通道切換的可能性不大。雷達室繼續排查可能導致通道切換的原因。在排查過程中，發現INDRA二次雷達單脈沖曲線存在異常，詳見圖5。多次更新單脈沖曲線，仍無改善。

因為單脈沖曲線是唯一包括檢查天線和線纜在內的機內自檢。INDRA二次雷達通過實時檢測隨機目標應答報告中的和差比（SDR）及方位角信息，周期地計算單脈沖測角的偏差值，以此對系統的整體性能進行監視，當系統性能下降或其他原因引起總偏差大于用戶所設定的門限值時，將產生“Monopulse Detector Fault”，通道自動切換，甚至航跡不平滑等現象。

更換新購雷達接收機后，單脈沖曲線有所改善，通道切換得到有效控制。初步判定為接收機性能下降，導致雷達單脈沖曲線異常，通道頻繁自動切換。

三、改善雷達通道自動切換的措施

因更換新購接收機后，雷達通道自動切換得到了有效控制。初步懷疑原接收機性能下降導致單脈沖曲線畸變，通道頻繁自動切換。由于雷達接收機各項測試指標均滿足運行需求，雷達單脈沖曲線畸變可能為接收機和差通道幅相一致性變差導致。為此，技術人員在差接收機射頻輸入端外接一個移相器，通過改變差通道的相位，改變值，通過多次調整，單脈沖曲線得到極大改善，詳見圖6。雷達通道自動切換也得到了有效的控制。

四、結束語

本文通過對INDRA二次雷達雙通道頻繁自動切換原因進行分析，得出INDRA二次雷達和差接收機幅相位不一致，導致雷達單脈沖曲線畸變，引起雷達目標方位角的測量誤差。系統周期地計算單脈沖測角的偏差值，當總偏差大于用戶所設定的門限值時，將產生“Monopulse Detector Fault”，雷達通道自動切換。針對雷達和差通道接收機幅相位不一致問題，技術人員在差通道接收機后端外界移相器，調整差通道接收機相位，改善單脈沖曲線，有效解決了雷達雙通道頻繁切換問題。

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