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        Alenia二次雷達(dá)編碼器工作原理及維護(hù)維修探討

        2020-10-21 05:29:27曾超平
        科學(xué)與信息化 2020年4期

        曾超平

        摘 要 編碼器在雷達(dá)測量飛機(jī)角度時(shí)起著決定性作用,為提高Aleina二次雷達(dá)設(shè)備維護(hù)人員排故能力,本文對單脈沖二次雷達(dá)測角工作原理、編碼器工作原理、Aleina二次雷達(dá)編碼器方位信號測量及編碼器維修等方面做了介紹,對從事民航二次雷達(dá)設(shè)備維護(hù)的技術(shù)保障人員有一定的參考作用。

        關(guān)鍵詞 單脈沖二次雷達(dá);測角;編碼器原理;信號測量

        1單脈沖二次雷達(dá)測角

        在我國民航系統(tǒng)里,單脈沖二次雷達(dá)是目前最主要的監(jiān)視飛機(jī)運(yùn)行軌跡的技術(shù),主要用于測量飛機(jī)的距離和方位并形成連續(xù)的跟蹤,被譽(yù)為管制員指揮飛機(jī)飛行時(shí)的“眼睛”。

        根據(jù)單脈沖二次雷達(dá)原理,如圖1所示,飛機(jī)方位角=θ±Δθ,其中“θ”為二次雷達(dá)天線瞄準(zhǔn)軸指向角,“Δθ”為飛機(jī)偏離瞄準(zhǔn)軸角度,“±”表示飛機(jī)偏離二次雷達(dá)天線瞄準(zhǔn)軸方向。在實(shí)際的二次雷達(dá)詢問系統(tǒng)里面,天線瞄準(zhǔn)軸指向角“θ”由天線軸編碼器給出,因此天線軸編碼器能否正常工作,將直接影響飛機(jī)精確的方位數(shù)據(jù)的測量。

        2Alenia二次雷達(dá)編碼器的工作原理

        由意大利Alenia生產(chǎn)的SIR -M系列二次雷達(dá),早在20世紀(jì)90年代就進(jìn)入我國,并一直在我國空管雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)里內(nèi)擁有很高的保有量。Alenia二次雷達(dá)編碼器屬于增量式光電編碼器。增量式光電編碼器分別由碼道輸出A相、B相和Z相三組方波脈沖,這個(gè)過程利用了光電轉(zhuǎn)換原理;A、B相用于判斷碼盤的旋轉(zhuǎn)方向,其脈沖數(shù)相同、相位差90度,而Z相則用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位,碼盤每一轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖。

        3Alenia 二次雷達(dá)編碼器方位信號測量

        在實(shí)際的Alenia二次雷達(dá)的設(shè)備維護(hù)中,機(jī)務(wù)維護(hù)人員每年都會(huì)測量編碼器的NRP(正北信號)和ACP的波形用于對編碼器的工作狀態(tài)的評估。測量方法為:打開雷達(dá)錄取器機(jī)框,將單通道機(jī)柜背面的J21和J22連接至示波器CHA和CHB通道,示波器上以J21正北信號為觸發(fā),正確設(shè)置示波器使J21和J22的信號同時(shí)顯示在屏幕下(如圖2所示)。觀察NRP和ACP的波形及頻率,測量的思路為:兩個(gè)NRP之間ACP出現(xiàn)的個(gè)數(shù)。Alenia二次雷達(dá)編碼器為12位的編碼器,理論上旋轉(zhuǎn)一圈可以出現(xiàn)4096個(gè)ACP脈沖,每個(gè)脈沖代表0.087890625°(將360°均分成4096份)。編碼器位數(shù)越多,角度分辨率越高,意味著測角精度越高。

        4Alenia二次雷達(dá)方位編碼器的維修

        在雷達(dá)系統(tǒng)里,編碼器屬于天線伺服系統(tǒng)室外天線部分,一方面安裝位置比較高,較易造雷擊,另一方面隨著編碼器內(nèi)部元器件老化,故障率逐年增加。因此,對Alenia雷達(dá)編碼器的維修,不僅能夠減少雷達(dá)故障停機(jī)時(shí)間,保障設(shè)備正常運(yùn)行,而且可以為單位節(jié)省維修費(fèi)用。

        電路分析:編碼器的電路結(jié)構(gòu)圖由3組相似的電壓比較--推挽放大輸出的電路組成(如圖3所示)。光電部分輸出毫伏級直流電平進(jìn)入電壓比較器LM339的負(fù)端(PORT1),正弦波信號則進(jìn)入LM339正極(PORT2)。兩者進(jìn)行電壓比較,當(dāng)正級的正弦波電壓大于負(fù)端的參考電壓時(shí)輸出高電平,反之則輸出低電平,因此當(dāng)編碼器正常旋轉(zhuǎn)時(shí),LM339電壓比較器輸出端輸出的是連續(xù)的方波信號,再經(jīng)過后級由3個(gè)NPN三極管2N5551組成的推挽驅(qū)動(dòng)電路由OP端向外進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。

        故障情形:

        ACP或NRP無波形輸出。排故方法:逐級排查,首先用示波器測量“PORT2”、“PORT4”、“PORT5”端口,若無輸出,則故障點(diǎn)為編碼器內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換部分;若能觀察到微弱正弦波信號,則測量LM339輸出是否有方波信號,若沒有,則測量比較器的正極電容是否因擊穿對地短路、LM339是否故障;若有方波信號,則故障點(diǎn)為組成推挽式驅(qū)動(dòng)電路的3個(gè)NPN三極管2N5551。

        ACP或NRP波形不規(guī)則、有毛刺。排故方法:多為編碼器內(nèi)部機(jī)械部分的碼盤在長期的工作中由于安裝在天線大盤齒輪下方,被齒輪滲油污染了碼道引起。

        5結(jié)束語

        本文從單脈沖二次雷達(dá)測角原理出發(fā),分析了Alenia二次雷達(dá)方位編碼器的工作原理、設(shè)備維護(hù)中波形測量以及分析了編碼器電路圖和常見的故障情形及維修建議,對從事民航二次雷達(dá)維護(hù)的設(shè)備技術(shù)保障人員有一定的參考作用。

        參考文獻(xiàn)

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