CINRAD/SA雷达接收机故障诊断分析及处理

马莞迪+李旭

摘要：CINRAD/S（以下简称“SA”）雷达接收机是雷达的主要零部件，接收机一旦出现故障，将会导致雷达系统标定数据出现异常，造成雷达终端产品无回波出现。由于接收机中的主要部件不具有自动故障定位功能，要想对故障具体位置进行确定，技术人员仅仅凭借雷达系统的告警信息及提示是无法对故障的具体地点进行判定的。这就要求技术人员对雷达进行排查，排查是依靠检测接收机的主通道和测试通道进行的，技术人员需要判定故障具体为哪个通道的。开展故障检测工作时，主要是通过仪表检测或程序标定来开展的，分步对故障点进行检查，并将故障排除。本文主要分析了SA雷达接收机故障诊断，并在此基础上探讨了相应的处理工作。

关键词：CINRAD/SA、雷达接收机、故障诊断、分析、处理

由于CINRAD/SA雷达接收机的结构十分复杂，且其中涉及到的模块较多，接收机高度集成，加上雷达多长期连续作业，导致设备元件性能作业中性能都会出现不同程度的下降，导致设备运行的整体性及稳定性都出现减弱。本文在分析雷达结合搜集故障信息及报警信息基础上，找出故障出现原因，并对故障部位进行确定，从而实现接收机的快速修复[1]。

一、接收机概述

（一）工作原理

接收机是CINRAD/SA雷达的关键部分，其功能主要为将天线接受到的信号，经过低噪声放大、射频至中频变换、滤波，以及模数变换等方式，将射频信号处理为I/Q信号。同时，接收机的频率源会给发射机提供驱动信号，接收机也会出现射频测试信号，用于对接收机的故障检测及系统定标的校准工作中。

（二）接收机结构

接收机主要有频率信号发生器及接收通道、射频测试员选择及接收机接口、故障检测等等部分。

二、接收机故障描述及诊断分析

对接收机故障部位进行判定是迅速对故障进行排除的关键。故障诊断方法主要有以下几个方面：首先，是利用监控系统对故障名称及报警信息进行显示，并对这些信息进行诊断。其次，是通过系统在线对接收机进行标定诊断。再次，对接收机进行定标诊断。最后，利用仪表等进行诊断，如功率计、信号源及示波器、噪声源等等[2]。

（一）接收机接口板故障

1.故障现象描述

在对天气雷达接收机进行业务检查时发现，接收机的系统噪声超标，实测A/D前的噪声系数为2.5dB，正常指标为1.8dB，系统噪声温度检测均未超标。根据噪声的实测值，同构软件将RDASC适配数据调整至R35后，系统噪声的温度超标出现报警声音。报警时，噪声温度升高至740k左右，正常指标为438k以下[3]。

2.故障诊断分析

根据故障报警，初步调整RDA适配数据，R35值由67dB调整为65dB，主要目的是对噪声温度报警的出现进行减少。调整后，噪声温度出现下降，约降至300k左右，这时噪声温度虽然已经下降至正常范围，但数据在这时的波动很大，多次进行调整，仍出现很大波动。根据以往经验判定噪声温度与噪声源有直接关系，因此怀疑故障为声源故障[4]。但对噪声源进行更换后，仍未出现任何反应，直刺判定接收机主通道出现故障，依据经验判定，因为接收机前端的低噪声放大器存在问题。首先，建立整体维修思路。利用接收机内信号源连续波信号做动态，对故障部位进行判定。为了判定故障点是在接收机前端部分，还是在接收机后端。短接二位开关J2口与定向耦合器输入口，对接收机前端部门甩开后做动态，发现动态曲线与未短接前几乎一样，怀疑故障点在接收机后端。但更换4A5混频后，发现动态结果也未出现改变，对4A5等器件换回。将线路恢复正常后，对接收机前端2A4低噪声放大器进行更换，再次进行系统动态，结果动态曲线上的拐点已经降低至20dB左右，随后对原低噪声放大器进行更换。其次，对维修思路进行改变。利用在线RDASC平台实施系统自动定标，未发现定标结果输出，但采用离线RDASOT平台进行定标后，发现出现定标结果输入。检测4A1频率源J3口输出功率都正常，检测4A24二位开关输出功率有时出现，有时消失，怀疑开关坏了，但更换后情况不变，将开关换回。由于输出功率时有时无，同时检测4A22四位开关及4A23输出也会出现同样情况，但源头的频率源输出显示正常，这时猜测问题应出现在频率源及二位开关间。结合前面描述的情况，系统在线标定出现错误，而系统离线标定有时恢复正常，有时也会出现错误，表明信号在传输过程中可能会出现问题，导致控制信号不能自动进行切换。对信号流程进行分析，机内选择CW作为测试信号，发现信号不正常，测试信号不能自动对输出进行切换，更换接收机接口板后，动态曲线恢复正常。这时的动态范围值处于86dB左右，利用频谱仪对A/D前噪声系数进行检测，发现系数在1.7dB左右，恢复正常后，再换回以前的4A32，故障又出现[5]。这时判定这次故障是由于接收机接口板的故障不正常导致的，发送控制信号出现异常。

（二）接收机高速采集模块故障

1.故障现象描述

天气雷达在运行中RDASC显示地物滤波前后均显示为正直，并出现了报警信息，且标定数据都出现超标。在故障报警出现时，雷达发射机的输出功率正常且伺服系统运行也是正常的，但雷达地物杂波抑制会变差，地物滤波后功率这时也不太稳定，导致回波强度受到的干扰较大。通过软件参数的实时调整及对采样点的修改，对雷达系统重新标定，故障这时仍不能完全排除。之后将接收机重新启动后，再次进行标定，故障依旧存在。

2.故障诊断分析

打开RDASOT软件，开启接收机测试平台，勾选出相应选项后，用功率计对4A1频率源J3口输出进行测试，2A3接收机保护器实行J1输入，J3输出，无源二极管限幅器实行J2输出及2A4低噪声放大器J2输出，同构对各元器件输入输出功率进行测定，发现正常。利用RDASOT软件对其进行测试，测得滤波前功率为50dB左右，滤波后在2-23dB范围内变化，且滤波后各采样點都测定为正值。

结语：

本文主要分析了接收机出现的故障诊断，并结合以往经验总结了雷达维护的注意事项。首先，接收机故障检测采用的主要方法有动态检测法、功率检测法等等。其次，国家相关主管部门应建立备件测试平台，对备件实施性能测试，保证雷达的备件质量是和合格的。最后，接收机电缆较多，焊接点焊锡随着长期运行会出现老化松动，导致故障出现。在日常维护工作中，应对各接口线外露焊点是否存在裂痕进行检查，并确定外包绝缘胶套有无出现老化。

参考文献：

[1]韩亚静，宗晓鸿.滨州CINRAD/SA雷达接收机动态异常分析与处理[J].山东气象，2016，36（3）：65-68.

[2]王伟平.CINRAD/SA雷达接收机主通道故障分析及排除[J].气象水文海洋仪器，2016，33（1）：115-117.

[3]李强，刘永亮，於莹.CINRAD/SA雷达接收机故障分析[J].气象研究与应用，2014，35（3）：100-102.

[4]巫乔，朱永兵，董根铭.一次CINRAD/SA雷达接收机二位开关故障分析[J].气象水文海洋仪器，2014，31（1）：107-109.

[5]姚文，刘志邦，王浩宇等.CINRAD/SA雷达接收机故障个例分析与处理[J].气象水文海洋仪器，2013，30（3）：91-92.

简介：马莞迪，女（1984.9——），四川江油人，工程师，本科，研究方向：火控雷达接收机。

二作：李旭，男（1983.10——），四川成都市人，工程师，本科，研究方向：火控雷达接收机。