SELEX二次雷达接收机单元风扇告警机制分析

蒋伍奎

(中国民用航空西南地区空中交通管理局重庆分局,重庆 401120)

0 引言

二次雷达是空中交通管制的重要设备,提供空中目标的监视数据。随着民航事业的发展,对二次雷达系统的运行稳定性要求也在不断提高。二次雷达系统的监控依赖于各个模块的自检告警机制,深入研究二次雷达接收机单元风扇告警机制可以为处置同类故障提供经验。

1 相关硬件设备

1.1 接收机框架

SELEX_SIR-S二次雷达接收机属于超外差接收机,是核心部分,它结构复杂,指标多,数据要求精确[1],用于接收预选滤波器组件传输过来的和信号、差信号及控制信号,用1030 MHz本振信号将1090 MHz射频信号下变频至60 MHz中频信号,之后将中频信号处理至视频信号并连同相位信息一起输出到应答处理及通道管理组件(RPCM)。SELEX_SIR-S二次雷达接收机单元由如下模块组成:预选滤波器组件、射频源和本振组件(RF&TO)、对数中放和相位检测组件(LOG IF&PD)、接收机控制和监视板(RXCM)、供电模块。

1.2 接收机控制和监视板

接收机控制和监视板用于汇集各个模块的自检信号及监控信号[1],传输至应答处理及通道管理组件,由应答处理及通道管理组件中的POWER PC板件传输至监控终端LCMS和监控终端LCP,实现整个接收机单元的信号及状态监控,其中监控信号包含供电模块电压及接收机单元风扇自检信号。

2 接收机单元风扇工作及自检机制

接收机风扇BITE信号流程如图1所示,SELEX_SIR-S二次雷达接收机单元具有一套完善的过温保护机制,其配置有3个24 V的风扇,功率为4.5 W,24 V电源来自供电模块中的+24 V/+5 V电源P1接口的A1(+24 V)针脚及A2(+24 V RET)针脚,TB1为接收机单元母板接口,自检信号同样通过该母板接口,传输至接收机控制和监视板P2接口的对应针脚[2],该自检信号会通过一系列链路,体现在后端监控终端上,以此实现对接收机单元风扇的实时监控。

图1 接收机风扇BITE信号流程(风扇-接收机母板)

S1和S2为2个热敏电阻,当温度过高时,S1通过接收机单元母板接口,传输告警信息至接收机控制和监视板P2接口的B23(TEMP WARNING OUT)针脚及B24(TEMP WARNING IN)针脚,被监控终端提取。如图2所示,S2则通过接收机单元的J15串口的3(OVERTEMPERATURE IN)针脚及4(OVERTEMPERATURE OUT)针脚,传输控制信号到互连的J15的7(POWER ON/OFF+)针脚及8(POWR ON/OFF-)针脚。如图3所示,该信号最后传输至供电模块中+24 V/+5 V电源P1接口的5(POWR ON/OFF OUT)针脚及6(POWER ON/OFF IN)针脚,实现整个电源的关闭来保护整个接收机单元,防止过热导致硬件损坏。

图2 接收机单元J15串口针脚

图3 +24 V/+5 V电源P1接口局部

接收机风扇自检信号电路如图4所示,接收机控制和监视板通过自身P2接口接收来自接收机单元母板的接收机风扇自检信号,通过74F244驱动芯片及74LS123触发器芯片,实现自检信号的实时检测,将信号整合,提供给应答处理及通道管理组件及后面的监控终端LCP。

图4 RXCM接收机风扇自检信号电路

3 案例分析

3.1 故障现象

技术人员发现SELEX_SIR-S二次雷达B通道接收单元风扇3出现告警,接收机控制和监视板显示正常,之后立即查看接收机单元风扇3工作状态,发现其实际运行正常,在对二次雷达B通道接收单元进行软件复位后,告警依然存在。

3.2 处置过程

在之后的排查中,拆开二次雷达B通道接收单元背后盖板,确认风扇3本端监控线连接正常,尝试更换接收机控制和监视板备件后,二次雷达B通道接收单元风扇3告警消失。对于故障的接收机控制和监视板板件及正常板件,根据图4,对3个风扇自检信号链路上的各个节点电压进行上机对比测试,测试结果如表1所示。

表1 对比测试结果

通过表1可以发现,当故障接收机控制和监视板上机时,74LS123触发器芯片无脉冲输出,初步判断为该触发器芯片故障,但是风扇3告警虽然消失,同时接收机控制和监视板备件上机时自检信号输入电压偏高,在更换风扇3之后,自检信号输入电压偏高现象依旧,由此确认风扇3不是导致该输入电压偏高的原因。之后,根据图4,检查接收机控制和监视板P2接口的C21(公头)针脚及对应接收机单元母板P2接口的C21(母头)针脚,发现该接口异常,重新焊接后,测量自检信号输入电压发现恢复正常。

3.3 分析及结论

74LS123是一种双可重触发单稳态触发器(有清除端),由图4可知,风扇2及风扇3共用一个74LS123触发器芯片-U26,通过不同针脚实现复用。74LS123触发器芯片U26的1针脚及9针脚均接地,因此A始终为低电平,风扇2及风扇3分别使用2B、1B输入端,理论上输入电压均约为5 V,由于该板件触发输入端B采用的是上升沿触发,所以正常实测风扇2输入端电压方波均值电压2.73 V,此时Q正常输出高电平,接收机单元风扇链路自检正常。

此次故障判断为:当接收机控制和监视板P2接口C21(公头)针脚及对应接收机单元母板P2接口的C21(母头)针脚断开时,BITE信号输入电压被外接的+5 V电源拉高到方波均值约为5 V,导致后端74LS123触发器芯片输入电压过高被烧坏。而接收机控制和监视板备件上的74LS123触发器芯片性能较好,所能承受最大电压优于原故障的74LS123触发器芯片[3],故能正常输出高电平脉冲,后续经过更换故障的接收机控制和监视板74LS123触发器芯片后,该板件经上机测试正常。

4 结语

本文对SELEX_SIR-S二次雷达接收机单元进行了简单介绍,对接收机控制和监视板、系统过温保护机制和风扇自检信号流程进行了深入剖析,结合实际案例进行分析,总结了74LS123触发器芯片在整个风扇自检信号流程的作用,为该领域的研究提供借鉴。