王朝暉

摘 要本文介紹了雷神ASR-10SS一次雷達(dá)發(fā)射機(jī)射頻信號(hào)的產(chǎn)生和故障檢測(cè)方法，并對(duì)與射頻信號(hào)相關(guān)的組件做了簡(jiǎn)要的介紹，為了解射頻信號(hào)流程，判斷故障點(diǎn)及系統(tǒng)測(cè)試提供了的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射機(jī) 射頻輸出電路 射頻檢測(cè)

1 引言

一次雷達(dá)的發(fā)射機(jī)作為雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成部分，它的工作狀態(tài)和工作質(zhì)量都影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。發(fā)射機(jī)的檢查是雷達(dá)頭值班員日檢工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。對(duì)發(fā)射機(jī)的檢查可分為前面板儀表的檢查和在SCDI工作站的發(fā)射機(jī)性能參數(shù)中檢查，它們都可以直觀地反映出雷達(dá)發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，本文通過(guò)對(duì)Raytheon PSR發(fā)射機(jī)射頻輸出信號(hào)流程和檢測(cè)信號(hào)流程的描述，使大家更加深入了解發(fā)射機(jī)中射頻電路和檢測(cè)電路的內(nèi)部走向，為判斷故障提供依據(jù)。

2 射頻信號(hào)的產(chǎn)生

雷神一次雷達(dá)的射頻信號(hào)、定時(shí)信號(hào)、處理器時(shí)鐘信號(hào)和模數(shù)采樣定時(shí)信號(hào)都是由激勵(lì)器（Exciter）產(chǎn)生的，它由本振（L.O）和上變頻器（Up converter）組成。

在本振組件中共有5個(gè)晶體振蕩器，其中有四個(gè)是用于產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的的第一本振（A1～A3）。它由SDP控制進(jìn)行選擇使用f1～f4，根據(jù)每個(gè)站配置不同而不同。第五個(gè)晶體振蕩器的頻率是固定的（124.2816MHz），用于產(chǎn)生第二本振（B1～B3），第三本振（C1～C3）、采樣時(shí)鐘（D1～D3）和2.59M的處理器時(shí)鐘信號(hào)。（見(jiàn)圖1）

本振信號(hào)（包括第一本振、第二本振和第三本振）分別送給上變頻器用于產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)（見(jiàn)圖2）和下變頻器用于接收機(jī)混頻處理（見(jiàn)圖3）。

由接收機(jī)/激勵(lì)器產(chǎn)生的20mW射頻信號(hào)，送入兩個(gè)射頻驅(qū)動(dòng)器模塊A和B。以驅(qū)動(dòng)器A為例，它的射頻預(yù)驅(qū)動(dòng)組件，將信號(hào)放大到65W。射頻預(yù)驅(qū)動(dòng)組件的輸出65W信號(hào)通過(guò)衰減器饋入晶體管子放大器后輸出大約為110W，該信號(hào)被送到1：4的分配器/合成器分4路供給每一個(gè)4單元放大器。每個(gè)單元放大器的輸出的功率大約400W，再由一個(gè)4：1合成器合成供給輸出功率，輸出功率約為1.15Kw。

1.15Kw功率輸出被電平衰減器衰減后功率值在700W左右，通過(guò)發(fā)射機(jī)射頻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)去驅(qū)動(dòng)末級(jí)的并行放大器模塊。而驅(qū)動(dòng)器B的信號(hào)則由監(jiān)視耦合器旁路到假負(fù)載上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器A被選中時(shí)，它的輸出通過(guò)監(jiān)視耦合器和射頻開(kāi)關(guān)到1：2分配器和1：4分配器組件，然后送到八個(gè)放大器模塊。每四個(gè)放大器為一組，將八個(gè)放大器分為兩組。每一組放大器的所有輸出信號(hào)通過(guò)4：1功率合成器合成。從兩個(gè)4：1合成器輸出的信號(hào)通過(guò)2：1大功率波導(dǎo)合成器合成后輸出功率為16.2Kw，經(jīng)過(guò)定向耦合器及環(huán)型器送到天線(xiàn)組件（見(jiàn)圖4）。

3 射頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)

TCMM組件，即發(fā)射機(jī)控制和監(jiān)視模塊。它監(jiān)視的射頻信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)正向功率和反向功率，發(fā)射機(jī)正向功率和反向功率及天線(xiàn)反射功率。其中的發(fā)射機(jī)信號(hào)和天線(xiàn)信號(hào)是從微波組件采樣的。（見(jiàn)圖5）發(fā)射機(jī)輸出的高功率射頻信號(hào)經(jīng)諧波濾波器FL1送到定向耦合器DC1， FL1的作用是衰減二次諧波，DC1用于提取發(fā)射機(jī)射頻前向功率和反向功率的監(jiān)測(cè)信號(hào)。DC1的-46dB前向功率耦合器輸出的長(zhǎng)/短脈沖正向峰值功率信號(hào)，通過(guò)衰減器AT1傳輸?shù)?：4功分器A1。A1分四路輸出，其中兩路輸出傳送到接收機(jī)/激勵(lì)器作為射頻輸出系統(tǒng)的穩(wěn)定性采樣信號(hào)。第三路輸出到前面板儀表作為射頻正向功率的監(jiān)測(cè)。第四路信號(hào)則經(jīng)分配器A2分兩路送到雙通道TCMM組件，用于檢測(cè)發(fā)射機(jī)前向功率。而發(fā)射機(jī)反向功率則由DC1的-50dB反向功率耦合口輸出，經(jīng)過(guò)1：2分配器A3分兩路送到雙通道TCMM，并通過(guò)TCMM送到前面板儀表。天線(xiàn)反向功率的測(cè)試信號(hào)由DC2耦合出來(lái)，同樣分送給雙通道TCMM（見(jiàn)圖5）。

驅(qū)動(dòng)器射頻監(jiān)測(cè)信號(hào)來(lái)自驅(qū)動(dòng)模塊監(jiān)視電路，該電路位于驅(qū)動(dòng)器模塊的內(nèi)部，它由一個(gè)檢波器/監(jiān)視器組件構(gòu)成，用來(lái)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器的射頻功率和射頻電平。經(jīng)檢波器/監(jiān)視器組件輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分為兩路，一路經(jīng)TCMM送往前面板儀表，另一路送往接收機(jī)穩(wěn)定度監(jiān)視器作為驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定度采樣信號(hào)。在8個(gè)放大模塊配置下，驅(qū)動(dòng)器的輸出應(yīng)在700W左右，檢波器的輸出應(yīng)在11.9dB左右。當(dāng)輸出功率小于540W，檢波器的輸出小于10.3dB時(shí)，驅(qū)動(dòng)監(jiān)視電路在判定該驅(qū)動(dòng)模塊輸出失效的同時(shí)也會(huì)將失效信息發(fā)送到前面板儀表上（見(jiàn)圖5）。

被報(bào)告的狀態(tài)條件可分為“正常”、“低”、“失效”和“超出范圍”，當(dāng)發(fā)射機(jī)狀態(tài)正常時(shí)，前面板上儀表的指針指示在綠色區(qū)域中。

4 接收機(jī)的故障檢測(cè)

通過(guò)上面的描述我們可以看出雷神一次雷達(dá)的射頻信號(hào)的組件較多。而射頻部分的組件出現(xiàn)故障是往往不易查找。雷神雷達(dá)通過(guò)在不同點(diǎn)采集測(cè)試信號(hào)，并通過(guò)不同的注入點(diǎn)使得測(cè)試信號(hào)流程不同，通過(guò)比較來(lái)來(lái)判斷故障點(diǎn)的。

圖6中藍(lán)色部分為測(cè)試信號(hào)，它的測(cè)試采樣信號(hào)分別為上變頻器（Upconverter Sample）、驅(qū)動(dòng)器（Tx Driver Sample）和微波組件（Tx Sample）采樣而來(lái)。對(duì)這些輸入的選擇是通過(guò)穩(wěn)定度監(jiān)視器中一個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)（S1）來(lái)完成，測(cè)試信號(hào)的注入點(diǎn)由一個(gè)單刀雙擲射頻開(kāi)關(guān)（S2）完成，它們可以在SCDI上手動(dòng)控制。測(cè)試結(jié)果通過(guò)SDP處理后在SCDI上顯示出來(lái)（見(jiàn)圖7）。

下面以射頻組件目標(biāo)通道故障為例，說(shuō)明如何通過(guò)測(cè)試來(lái)判斷故障點(diǎn)的。首先我們選擇發(fā)射機(jī)采樣，通過(guò)下變頻器注入。通過(guò)測(cè)試，目標(biāo)和氣象通路的信號(hào)電平值正常。更改為驅(qū)動(dòng)器采樣，測(cè)試結(jié)果同樣正常。更改為射頻組件注入，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)目標(biāo)通道電平值低。再更改為上變頻器采樣，同樣為目標(biāo)通道電平值低，再更改為下變頻器注入，測(cè)試值正常。由此可以判斷故障點(diǎn)再射頻組件的目標(biāo)通道上。

4 總結(jié)

通過(guò)信號(hào)流程和故障現(xiàn)象來(lái)判斷故障點(diǎn)是我們平時(shí)排故的一種重要方法。本文對(duì)雷神一次雷達(dá)射頻信號(hào)產(chǎn)生和處理流程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并以此為基礎(chǔ)分析了如何通過(guò)SCDI的手動(dòng)穩(wěn)定性測(cè)試來(lái)判斷射頻信號(hào)故障點(diǎn)的方法。另外本文中各點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度均由雷神手冊(cè)給出，如通過(guò)儀表測(cè)試時(shí)可以作為參考。

參考文獻(xiàn)

[1]《雷神一次雷達(dá)操作和維護(hù)手冊(cè)》.

作者單位

華北空管局空管建設(shè)指揮部 北京市 100621