Alenia SSR—M二次雷达接收机中AGC电路故障分析

吕远

中国民用航空中南地区空中交通管理局海南分局

【摘 要】本文首先介绍了Alenia二次雷达接收机中AGC电路的基本功能和信号流程，然后对AGC自动增益控制如何在电路中实现进行了介绍，最后根据AGC电路在日常工作中出现的故障及调整点和对目标的影响进行了详细阐述。旨在为设备维护维修人员提供一条有益的分析思路。

【关键词】Alenia SIR-M；AGC电路；电路分析；故障分析

引言

意大利ALENIA公司生产的SIR-M型单脉冲二次雷达上世纪90年代引进中国，在空中交通管制系统中发挥着重要作用。Alenia二次雷达目前由于工作年限长，都已进入故障多发期，本文介绍了二次雷达接收机中AGC电路的工作原理，详细指出了针对AGC电路故障的调整点以及对目标的影响，通过调整故障点，改善雷达性能。

1 .Alenia二次雷达AGC电路功能概述

AGC电路又称自动增益控制电路，该电路的作用是通过接收来自COS组件的Σ、Σ/Δ修正误差信号，进行自动增益控制，使Σ信号和Δ信号得到的增益处理保持一致。总体来说，它由APACOR、LOG IF、COS三个组件构成，对目标的后续处理有重要影响，如图1所示。

APACOR相幅均衡组件主要功能是为了保证：Σ通道与Δ通道接收的测试信号相位相同；Σ通道与Δ通道接收的测试信号幅度相同；保证Σ通道与Δ通道的总增益恒定。

COS增益校准组件是Alenia二次雷达接收部分重要组成部件，主要完成的功能是：获取Σ/Δ的值，用于雷达的角度信息的计算；获取Σ/Ω的值，用于雷达接收旁瓣抑制功能；产生用于Σ和Δ接收通道的AGC控制环路的修正电压，其中，Ω通道的AGC控制环路没有使用。

LOG IF组件是一个60MHz的中频放大器，用于将接 收到的信号进行压缩放大。压缩功能是通过对数放大器得以实现的。其对数功能表现为：输入信号1dB的变化将在输出产生20mV的变化。该电路对接收信号的幅度压缩与传统中频放大器所用的STC放大功能不同，STC是通过时间也就是距离的函数来压缩接收信号，而对数放大电路不需要时间参与幅度的压缩。使用对数放大可较易得到和差信号，和通道的对数中放组件同时将中频信号进行检波得到对数视频信号并送入控制录取器。

2 .Alenia二次雷达AGC电路如何实现自动增益控制

如图2所示，首先，中频Σ信号由J1端输入AGC电路中，使相幅均衡组件APACOR的增益保持恒定。其次，Σ信号在增益校准组件COS中产生Σ和Σ/Δ增益控制信息，从相幅均衡组件APACOR的J3端输入到自动增益控制AGC电路，AGC控制信號电压来决定放大器的放大量变化，电路通过C12可以调整相位，通过R8可以调整幅度。

如图3所示，APACOR组件Σ通道AGC电路主要由CR1、CR2、CR3三个Σ信号幅度动态调节二极管和U1、U2、CR27～CR30四个限幅二极管，以及Q6Σ信号幅度动态调节三极管等为核心元件，再辅以一些电阻、电容组成。Σ通道AGC电路对Σ信号幅度的动态调节过程是：Σ信号从J1口输入，经Q1的集电极输出，经隔直电容C9到达CR1正极，AGC电路对CR1正极的Σ信号进行动态调节，以达到Σ信号幅度均衡的目的。来自COS增益校准组件的Σ增益控制电压信号，由J3口输入经U1和U2放大，放大倍数约43倍。Σ增益控制信号实际是Σ信号幅度与参考电压的差值，理想情况这个差值为0V；AGC电路作用的动态范围由CR27～CR30四个限幅二极管决定。当因温度变化，电路的工作参数也发生变化，U2的6脚输出，Q6基极输入的电压过大或过小时，CR27～CR30起作用，使Q6基极输入点保持在1.4V至-1.4V之间；当U2的6脚输出电压在适当的范围时，根据Q6基极输入电压的不同，Q6的导通电流不同，控制流过CR1～CR3的电流不同，从而控制CR1正极的Σ信号的大小动态变化，达到使Σ信号恒定的目的。

3 .实例分析

3.1故障现象

RMM显示大范围丢目标，差通道误差电平无法调零，严重时，出现5101、5201告警。

3.2电路分析

如图4所示，从LOF IF对数中放组件J3口输出的logΣ和logΣ/Δ信号至COS增益校准组件后，分别送至Σ通道和Δ通道的采样保持电路，一方面，logΣ信号经过采样保持电路U1处理后送往加法器U2，与参考电平进行加法运算，参考电平可通过变阻器R9进行调整。信相加后得出Σ信号和AGC控制号，该信号可通过J11端口进行检测。Σ信号AGC控制信号由COS组件的J1端口反馈回APACOR组件进行AGC控制；另一方面，logΣ/Δ首先经过50Ω的阻抗匹配，然后通过加法器与基准电平VR1送来的电平叠加送往采样保持电路处理，再通过加法器与基准电平VR3送来的电平值进行叠加，得出Σ/Δ信号和AGC控制信号，最后由COS组件的J2端口输出，其中AGC信号反馈回APACOR组件进行AGC控制，Σ/Δ信号可通过J12进行检测。

综上所述，基准电平VR1和VR3是整个AGC电路实现自动增益控制的关键点，直接决定着相幅能否达到均衡状态。如图5所示为AGC电压基准电路，提供VR1、VR2、VR3、VR4四个基准电压，变化范围在-6.6V～﹢6.6V之间，其中，VR1和VR3为Σ/Δ信号提供基准电压，VR1进行前级误差电平调零，VR3进行后级误差电平调零，分别对应可变电阻器R11和R122。

3.3处理过程

通过对R110和R122的调整，依然无法将误差电平调零。加延伸板进行带电检测，发现误差电平调整电路的两端输出为-4.9V～﹢4.9V，与标称值-6.6V～﹢6.6V不符，因此，根本无法调零。进一步检测发现，误差电平调整电路的基准电压非常敏感，当碳膜电阻的阻值发生轻微变化时，电压就会出现明显偏差。将COS拆下静态测量发现在电压基准电路中有多处碳膜电阻出现老化，阻值严重偏离标称值，将检测到的老化电阻逐一更换后发现丢目标现象大幅度改善。

4. 工作建议

此类模块中的碳膜电阻已大多老化，建议尽量更换，但更换过程中，应先拍照留底，以免接错接线柱。对于误差电平无法调零的情况，可上电检查误差电平调整电路的输出是否正常。本案例中确定了误差电平调整电路的标准输出为-6.6V～﹢6.6V。对于可勉强调整接近调零的模块应加以关注，因为此时的调整裕度已经非常小了，如果温度等环境因素改变后，模块就会出现无法调零的现象。

5. 结束语

本文对ALENIA二次雷达AGC电路的信号流程和原理进行梳理，对AGC电路功能进行分析，并且在此基础上分析了AGC电路在日常工作中出现的故障以及如何排除故障，希望对同行能有所帮助。文中不妥之处，敬请批评指正。

参考文献：

[1] 苏志刚.雷达原理[M].天津：中国民航大学出版社，2007：56.

[2] 苏红卫.SIR-M单脉冲航管二次雷达设备讲义[Z].天津：中国民航大学继续教育学院，2006：19.

[3] 意大利Alenia公司，SIR-M TECHNICAL MANUAL[Z].1998