空管二次雷达信号输出中断故障处理探讨

雷时雨

摘要：在民航二次雷达系统中，馈线系统是连接雷达收发信机和天线阵的唯一途径，它保障了雷达信号的正常传输，雷达维护人员有必要认清馈线系统的重要作用。驻波比过高会使馈线反射系数增大，从而导致天线辐射的有用波减少，严重可导致雷达设备停机。本文就空管二次雷达信号输出中断故障处理展开探讨。

关键词：馈线系统；驻波比；信号中断；定期检查

二次雷达馈线系统中，一些电气参数的稳定对保证收发信机与天线之间传输信号正常传输有重要作用，其中驻波比出现问题是雷达机务人员处理起来最棘手的，而驻波比就是衡量雷达天馈系统尤其是射频电缆工作状况的一个重要指标，所以在日常雷达维护维修过程中，驻波比是否正常是非常重要的。

一、驻波比介绍

在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅 Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念，馈线的驻波状态通常用电压驻波比 VSWR，及反射损失（回波损耗）RL 作为指标。

二、二次雷达馈线系统

单脉冲二次雷达馈线系统由射频通道切换单元、和差控制通道射频电缆、旋转铰链组成。

单脉冲二次雷达由晶体振荡器产生的连续射频信号在发射单元内被录取器形成的定时脉冲 P1、P2、P3 调制，所获得的射频脉冲 P1、P2、P3 分解成 P1、P3 与 P2 两组，P1、P3 由∑通道输送，P2 信号由 Ω 通道输送，经过耦合器输出到射频切换单元，然后再通过射频电缆、旋转铰链送至垂直大孔径（LVA）天线发射出去。

三、故障现象

某日，某单位 Alenia 二次雷达主备机控制面板同时出现 4702 告警代码（Ω 通道驻波比过高），双机掉辐射，雷达无信号输出，告警持续约 30 秒后恢复正常。当日该告警又再次出现，每次持续时间约 30 秒。之后连续两天又多次出现该情况，频次高且持续时间短，不易快速定位故障点。由于故障发生于双通道公共部分，所以造成设备无法切换主备机。排故过程如下：

（1）在检查馈线系统驻波比是否正常之前，需进行测试仪表及转接线作为一个整体进行校准工作，以消除转接线带来的误差。此次使用的测试仪表为 R&S FSH3 手持式频谱仪，此处不详叙校准工作的步骤。如图 2 所示：

（2）在射频切换单元 Ω 通道输出端（图 3 中①的位置）接上假负载、开机，设备正常运行，排除收发信机的故障，然后关机；在 Ω 通道射频电缆上端、旋转铰链下端（图 3 中②的位置）卸下电缆，发现 Ω 通道电缆头有较严重的锈蚀，初步怀疑为此处锈蚀导致的通道驻波比过高，简单清锈后接上假负载时，设备短暂开机后又显示告警代码，停机无法正常运行，证明 Ω 通道射频电缆有故障，同时从射频电缆输入机柜端用测试仪表测量驻波比为 4.5，所以电缆头与旋转铰链连接处的锈蚀为导致此次 Ω 通道电缆驻波比过高的原因。由于电缆头端已严重锈蚀，经初步清除锈蚀后，该故障虽短暂消除但隔日再次发生且持续存在，证明此通道电缆已无法正常工作，通过替换 Ω 通道射频电缆，二次雷达设备恢复正常，经两个月的观察，设备运行稳定。

四、总结

该 Alenia 二次雷达设备投产至今已运行十几年，属于超期服役设备，室外元器件老化且出现锈蚀是导致该故障的原因。系统正常工作时要求 VSWR ≤ 1.25，因锈蚀、反射信号过大，测得的 Ω 通道射频馈线 VSWR 为 4.5，反射功率已经远大于25%，从而产生 Ω 通道 VSWR 电压驻波比告警代码、设备双机掉辐射现象，进而导致雷达信号输出中断。由于本次出现內部锈蚀的电缆头在安装时做了防水密封处理，故未将拆除检查该电缆头内部锈蚀情况纳入定期维护的项目中，导致该电缆头内部锈蚀不易被发现，且每次出现持续时间短，故不易快速定位故障点。

对于有此设备及其他年老设备的保障单位来说，应高度重视老旧雷达设备在运行中的安全风险，加强维护力度，建议做到以下几点：

1、要重点关注设备部件的锈蚀情况，应对设备可能出现锈蚀的部件情况展开分析，尤其是对于运行超过 15 年的超期服役设备，要将设备锈蚀情况的检查作为定期维护的重点工作之一，及时消除故障隐患。

2、要做好周、月、季、年等各项定期维护工作，维护内容要规范彻底，尤其要注意设备参数及性能是否发生变化，部件积尘清理是否到位。

3、要积极配合设备维修中心做好每期设备巡检工作，对于巡检中发现的问题及隐患要及时处理，充分发挥巡检工作对于设备预防性维护维修的作用。

参考文献：

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