雷神MK2D二次雷达方位数据产生板典型故障分析与处理方法

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第29卷4月第12期   作者:王文秀
[导读] 通过剖析雷神二次雷达方位数据产生板ADG故障,提出雷神MK2D二次雷达方位数据产生板ADG模块的典型故障的解决方案
        王文秀
        民航内蒙古空管分局 呼和浩特 010070
        摘要:通过剖析雷神二次雷达方位数据产生板ADG故障,提出雷神MK2D二次雷达方位数据产生板ADG模块的典型故障的解决方案,通过调整相位继电器,解决方位数据产生板ADG模块异常导致雷达信号异常问题,提高了雷达输出数据质量以及系统运行的稳定性。
        关键词:二次雷达;雷神;方位数据产生板ADG
引言
        苏尼特右旗雷神MK2D二次雷达自 2002 年开始运行,至今已经连续运行了19年,是欧亚、北极国际航路上的一个重要管制监视设施。近年来随着设备的老化,苏尼特右旗二次雷达站雷神雷达的各部件均出现了一定的性能下降与告警现象,导致雷达系统的运行维护难度增加。其中关键组件方位数据产生器ADG(Azimuth Data Generator)板频繁出现告警,导致天线驱动系统经常显示为红色告警状态,严重影响了系统运行安全。在本地监控系统 CMS 上查看旋转齿轮模块 Turning gear ,出现正常、降级、故障三种状态的来回切换。在这种情况下,二次雷达经常提示告警信息,运行不稳定。
1 故障排查过程
        方位数据产生板ADG 板件是二次雷达产生方位信号的重要板件,其接收天线部分印刷电路解析器(PCR)和及其相关放大器(PCRA)提供正弦和余弦信号给ADGU。每个ADGU通道接收来PCRA和光耦合器来的方位参考脉冲(ARP)的信号,并将其转换为数字格式。每个通道还提供了10KHz的参考信号到PCR,每一ADGU通道供应的64 K方位计数脉冲和正北标记输出给两个MSSR询问机。ADGU的+24 V直流电压由询问机提供。
        方位数据产生板ADG 的运行是否正常直接影响目标方位信号是否正确。虽然方位数据产生板ADG 板的这个告警暂时未影响雷达信号的正常输出,但确是一个不容疏忽的故障隐患。为解决 方位数据产生板ADG 板告警的问题,雷达导航室进行了多次停机维护,尝试了多种解决方案,包括:更换 方位数据产生板ADG 板件、调整 方位数据产生板ADG 板件上的电位器、更换基座房至雷达房的整根 方位数据产生板ADG 线缆以及接头,甚至将兄弟单位二次雷达富余的 方位数据产生板ADG框、方位数据产生板ADG 板及整根 方位数据产生板ADG 原装线缆搬运到雷达站进行更换测试,均未能有效解决 方位数据产生板ADG 告警的问题。此外,对基座房至雷达房方位数据产生板ADG 框的互联信号进行测量,亦未发现异常。
        虽然经过多次停机维修仍然未能有效解决 方位数据产生板ADG 告警的问题,但分局雷达工程师没有放弃,多次进行沟通,继续尝试解决这个问题。在 2020 年底的雷达停机维护过程中,技术人员对双通道的 方位数据产生板ADG 板件下电,将 方位数据产生板ADG 板上的 Phase Adjust 电位器的阻值归零,然后依次上电,重新对电位器进行调整后,苏尼特右旗二次雷达 方位数据产生板ADG 板告警消失,CMS 监控上没出现告警信息。
        从这次维护后至今,大和章二次雷达 方位数据产生板ADG 板告警没有再频繁出现,但仍然会不定期出现,至今,共出现了 5 次 方位数据产生板ADG 告警,发现告警后均通过微调 方位数据产生板ADG 板上的 Phase Adjust 电位器或对该电位器归零后重新调整使告警消除。最近的一次 方位数据产生板ADG 板告警导致了苏尼特右旗二次雷达出现了双通道天线变红告警的现象。

2故障原因分析
        通过查阅资料以及相关技术人员讨论,方位数据产生板ADG 板相位调整电位器调整的是 方位数据产生板ADG板参考信号与天线基座下行信号的相位差,技术资料指出,该相位差应小于 10 度。目前怀疑由于天线基座 PCR 组件老化,导致下行方位信号相位跳变,从而导 致 方位数据产生板ADG 板在屡次调整相位差后 方位数据产生板ADG 仍然偶发告警。若设备不老化,正常情况下,方位数据产生板ADG 板调好之后应该是不会出现这类告警的。
        方位数据产生板ADG 板 Phase Adjust 电位器调整好之后,运行一段时间后,雷达系统仍然会出现 方位数据产生板ADG 告警现象,怀疑是设备老化导致系统链路不稳定而产生的这一告警。除了按计划按质按量做好设备的维护工作外,根据 方位数据产生板ADG 板告警的不同,需继续优化 方位数据产生板ADG 板告警出现时的处理步骤和解决方法。
        此外,根据以往 方位数据产生板ADG 模块告警现象发生情况,方位数据产生板ADG 模块告警较多发生在 9 月、10 月、 11 月、1 月和 4 月,都是发生在温差变化大或湿度变化大的月份。经过长时间观察,天气寒冷或潮湿的时候告警会增多,天气热的时候告警不频繁,受天气影响比较大。因此,加强对机房环境的关注,在天气(温度、湿度)变化较大的季节,特别需要关注雷达房和基座房的环境变化,定期做好机房空调的检查和保养工作。       
3 结束语
        因为苏尼特右旗雷神雷达设备老化,方位数据产生板ADG 板告警现象可能还会出现,雷达站就此制定了方位数据产生板ADG 板 phase adjust 电位器调整的图文并茂的操作步骤,要求雷达站全体人员必须掌握,班组成员知晓故障处理步骤,确保在故障出现时能快速响应,尽快恢复正常,以确保能迅速恢复雷达系统的服务。
        设备的老化是一个不可避免的过程,设备长时间运行后,我们可能会碰到某些难以彻底解决的故障,当摸索出一个比较有效的处理方法后,需根据实际情况不断的优化处理步骤,制定图文并茂的处理手册,提高现场人员的熟 练程度,从而尽量减轻设备故障对管制造成的影响。
参考文献
[1] Equipment Manual for Condor Antenna Drive Subsystem. .
[2] Equipment Manual for Condor MSSR Interrogator
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