浅谈如何进行空管二次雷达信号输出中断故障处理

浅谈如何进行空管二次雷达信号输出中断故障处理

张雅萌

民航内蒙古空管分局 010010

摘要：空管二次雷达信号如果信号的输出出现中断等故障，会影响空中交通，本文阐述了空中交通管制二次雷达的基本情况以及二次雷达的反馈系统，以及驻波比的详细介绍，并且对于工作中遇到的故障情况作详细解析，并对于故障处理提出一些建议。

关键词：空管二次雷达；信号输出；驻波比；故障处理

一、空中交通管制二次雷达

空中交通管制二次雷达，又称空中交通管制雷达信标系统或二次监视雷达，称为二次雷达。是空管中最重要的组成，在上世纪60年代，国际民航组织对于空中交通管制二次雷达制定了国际标准，为常规二次雷达的应用和推广奠定了坚实的基础。

20世纪70年代，随着飞机在空中通道中的密度增加，常规SSR的容量呈现出不足的趋势。特别是机场监控雷达由于同步和异步干扰对空中交通管制的影响越来越明显。因此，现有的SSR在日益自动化的ATC系统中，处理虚假目标。此外，在距离或位置上彼此接近的飞行器的响应会相互重叠或相互干扰。

二 空管二次雷达系统简析

现阶段民航空管二次雷达系统主要可分为一次雷达及二次雷达两种类型，其中一次雷达也被称作反射式主雷达;二次雷达主要借助接受应答信息及询问等途径识别及发现目标。二次雷达借助发射机发出脉冲信号，向机载应答装置发出询问信号，二次雷达接收应答装置所反馈信号后，以计算机系统对信号加以处理，以获取有关信息。设备发射天线为本装置电磁辐射主要来源，其中天线高度及形式将会直接影响电磁辐射分布、电磁辐射大小，所产生的电磁辐射将以垂直方向图、水平方向图予以表现。

三、驻波比介绍

在空中二次雷达信号通信过程中，天线的总阻抗与馈线值不匹配，当天线的阻抗性能与发射机设备存在不匹配的情况的时候，会产生非常高的高频能量，一量产生这种能量，则会出现反弹反射的情况，并且伴随着前边部位的互相破坏而产生驻波比的问题。当入射波与反射波在相同位置时，电压振幅会进行相加形成波幅，而且会慢慢越来越大，而当两者处于相反的位置的时候，总电压的电压的幅值则会慢慢的减少，并且会一直到最小的电压值，即形成波节点。驻波是指波节点和波振幅中包含的不同波节点之间的振幅值。为了测量天线系统的平衡的情况，实现天线里的正负方向波进行平衡的问题，就可以通过建立驻波比来进行，因为驻波比一定是与天线的输入阻抗存在关系，而阴抗值便主要是天线在输入时所产生的。

在不匹配的情况下，工作驻波状态、电场波腹点的总振幅将逐渐增大，从而导致馈线整体故障，其总功率也将逐渐降低。此外，给料器本身便会遭到损坏。消耗量也逐渐增加，严重时可能是由于反射的存在，从而造成整个负载的信号能量没有全部吸收，就会有大量的能量信号反射，从而导致馈线和发射机的高频，很可能导致烧毁馈线和发射机。因此，驻波比S作为馈线系统的关键指标之一，通常需要大于2。

四、故障处理情况

4.1故障情况说明

某单位二次雷达控制面板上同时出现4702警告码(Q通道驻波比过高)。两个单位的辐射都下降了，雷达没有信号输出。警报持续了大约30秒，恢复正常。警告在同一天重复一次大约30秒。连续两天后，这种情况出现多次，频率高，持续时间短，难以快速定位故障点。

4.2故障排除

Q通道出现高驻波比报警信息，可能的故障装置有射频线、方向耦合、射频开关元件和MIS-1。故障发生在双通道共有部分，无法切换设备。过程如下:1.在检查馈线系统的驻波比是否正常之前，对测试仪器和连接线进行整体校准，以消除连接线引起的误差。在这个测试中使用的仪器是R&S FSH3手持光谱仪，这里没有指定用于校准的步骤。2.连接假负载，在射频开关单元的Q通道的输出端启动，设备将正常运行，对收发机进行故障排除，然后关机;在Q通道射频电缆上、下不断的转动铰链进行电缆的采集时，发一Q通道的电缆头存在有非常严重的腐蚀情况，所以初步认为是因为这个通道内部的锈蚀的驻波比比较高造成的，所以对于电缆头部位进行了清洗的处理工作，清洗附着在虚载后的锈蚀，设备启动时间短，然后显示报警码，停机正常运行，所以通过这一操作可以说明:因为通道内射频电缆出现故障的司时，从输入端测试仪进行测量发现，驻波比为4.5，所以可以肯定，电缆头和旋转铰链相交的接头部位腐蚀的情况是最严重的，电缆的统一波比也非常高。在此次故障处理的时候发现，因为电缆腐蚀的情况非常严重，在初步除锈后，故障被短暂消除，但是故障仍然在不断的发生，发生的频率也是比较频繁的，基本上每隔一天就会有这种情况，所以，这条通道的电缆就需要进行更换，在更换了新的电缆这后，二次雷达设备恢复了正常的运作，通过一段时间的观察，发现设备运行稳定。

4.3故障分析

本次发生故障的二次雷达设备投产以来已经运行了10多年，属于过期维修设备。具体而言，由于雷达旋转铰链所连接的通道的交接部位的电缆出一了腐蚀和生锈等情况，导致产生了一系列的问题，如内部短路，反射信号多等，而当系统在正常的工作与运行的情况下，VSWR不能大于1.25，而因为腐蚀的影响，VSWR居然 达到了4.5，并且反射功率达到了27%，所以便会产警示码，并且辐射从两个装置下降，导致雷达信号输出的中断。由于安装过程中对内腐蚀电缆头进行了防水密封处理，所以电缆头的内腐蚀去除和检查不包含在定期维护项目中。因此，电缆头的内部腐蚀不容易被发现，并且每次故障持续时都不容易快速定位故障点。

5总结

综上所述，在当前的民航二次雷达使用过程中，为了保证其整体的使用质量，需要针对其具体问题进行合理的处理，针对窜扰问题，可以使用划窗法和多数据融合的方法，让窜扰情况减少，由于受到信息收集数量的限制，此方法仅适用于多个雷达系统覆盖的共同区域，存在一定的局限性和缺陷性，在日后的研究中还应当对参数设置和屏蔽细则进行进一步深入研究。

参考文献：

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