雷神二次雷达典型雷击故障及处理办法

陈永照

（民航云南空管分局，昆明 650200）

1 故障现象

雷神二次雷达遭到雷击后，两个通道的点迹录取器、Control& Bit 板、模式产生器、视频时钟板、回波译码器、现场服务板及ADGU 指示灯均出现告警。从RMM 上查看雷达无目标，从CMS 上查看雷达询问机无发射，并伴随无方位信息和NVRAM故障等一序列的告警信息。

2 现场处理

出现故障后设备无目标输出，技术人员重启雷达设备，发现雷达不能通过自检，同时ADGU 板件一直处于告警状态。更换点迹录取器及ADGU 板件后，重启雷达设备，恢复正常工作。由此可确定故障为点迹录取器和ADGU 板件遭受雷击损坏后引起。

3 板件的故障原因分析及自主维修

点迹录取器和ADGU 更换备件后设备恢复正常，证明雷达设备供电和其他部分并未损坏，故障点确定为点迹录取器和ADGU 遭受雷击后损坏。

3.1 点迹录取器故障原因分析及维修

3.1.1 雷神二次雷达询问机启动流程

设备的点迹处理部分包括点迹录取、接收和控制监视功能。点迹录取器的主要功能是接收原始的应答、方位和控制信息，并根据这些信息为每一个目标生成一份目标报告。内置的控制器用于管理系统的所有控制和监视功能，而且在双通道系统中还要把这些信息传送到另一个机柜中。

雷神二次雷达系统加电后，点迹录取器上单片机系统进行自检，自检完成后，单片机系统将会运行雷达出厂时写在EEPROM里面的程序，读取存在NVRAM 里面的台站配置参数，并将读取到的数据传输至Control & BIT 板上的EEPROM 里面。回波译码器通过高速总线来初始化，Control & BIT 板上的89C51单片机运行出厂时写入里面的程序，读取点迹录取器传到EEPROM 里面的数据后通过串行链路来初始化询问机的其他板件，如果其他板件无告警信息，询问机将正常启动。

3.1.2 NVRAM 的特点及在点迹录取器中的作用

NVRAM 主要是雷达出厂时存入的设备型号及运行参数等基本信息的芯片，根据每个雷达站现场情况的不同将会写入台站的配置信息。点迹录取器自身带一块纽扣电池，存在NVRAM 里面的参数在系统断电后也不会消失，同时NVRAM 里面将会存储最近一次关机时设备的配置信息数据。NVRAM 没有擦写次数问题，台站的配置档是经常更新的，将配置档单独保存在NVRAM里，是为了避免影响FLASH 的使用寿命。

3.1.3 点迹录取器故障原因分析及处理过程

（1）更换上故障点迹录取器后所有板件都不能通过自检，同时在CMS 上有“NVRAM Fault”告警信息。根据故障现象及询问机自检启动流程初步判定故障点为NVRAM 模块被雷击烧毁或者NVRAM 遭受感应雷后里面数据错乱导致无法完成询问机板件自检。如果是NVRAM 损坏，只能购买芯片进行更换；如果只是里面数据错乱，可以考虑清除数据后将台站配置信息重新写入。

（2）拆开点迹录取器板件取下纽扣电池并进行放电，放电后板件将恢复出厂设置，放电后板件仍不能通过自检，同时通过CMS 也无法进入工厂模式。通过查看雷神二次雷达技术手册和图纸，发现板件上有个BIST ENABLED 跳线（如图1所示），通过将跳线插至上面针脚时将可能跳过点迹录取器的自检直接初始化询问机的其他板件。将点迹录取器自检跳线插至上面两针脚后，对询问机进行上电。发现询问机能正常通过自检并与CMS 建立通信，同时板件进入了工厂模式。

（3）将通信口由3（工厂模式默认默认为3）改为相应通道的通信口（A 通道为0，B 通道为9），关机后将板件插入相应的通道。开机设备自检完成与CMS 建立通信后导入相应通道的台站配置信息，导入完成后重启雷达询问机。雷达重启后发现设备处于正常工作，同时在RMM 上也能看到正常的目标数据，但在CMS 上可以看到COM1口和COM3口通信监控线画面为白色，提示数据未传出去。通过DP6命令修改COM1和COM3口的时钟触发模式和传输速率后，板件仍然不能进行正常的数据通信。

根据上述情况，可知NVRAM 并未烧坏，故障原因为雷击感应高电压打开了NVRAM 的数据写使能端口，造成NVRAM 里面台站配置数据信息错乱，从而出现了雷达无法通过自检的情况；同时通信COM1和COM3口集成电路被雷击损坏。

（4）将点迹录取器拆下，并将字母板分开，用正达集成电路测试仪对通信子板上COM1口和COM3口的界面芯片进行逐个测试，发现两个界面都是MC1488P 这个芯片烧毁。对集成电路MC1488P 进行更换后，通信口恢复正常。至此，点迹录取器修复完成。

图1 母版BIST ENABLED跳线 图2 子板COM口对应集成电路

3.2 ADGU 板件故障原因分析及维修

3.2.1 ADGU 信号流程

双通道询问机输出+24V 工作电源提供给ADGU，ADGU 输出10KHz 基准正弦波到天线部分PCR 单元并接收PCR AMP 输出的正弦、余弦、方位参考信号，生成数字方位脉冲信号（ACP/ARP）输出到双通道询问机。

3.2.2 ADGU 板件故障原因分析及处理过程

（1）ADGU 板件中SINE 信号的屏蔽层、COSINE 信号的屏蔽层、EARTH、SCREEN 连接线均与雷达天线机座外壳连接。

当雷电较大时，天线和机壳会产生较大的感应电流，感应电流会顺着电阻值较小的线路泄放。虽然线路上都装了避雷器，但当线路感应流过大时，避雷器上泄放不完的电流就会顺着线路进入ADGU 板件，损坏板件。

（2）考虑到板件是被感应雷电损坏，利用正达测试仪对ADGU 板件上相应的集成电路芯片进行测试，发现IC 35（LM119J）、IC 12（LS32ACN）、IC 22（74HCT21E）、IC 15（MC74HC151N）、IC 37（74HCT423）、IC 24（MM74HCT74N）芯片故障，由于这些集成电路都是无需编程的芯片，更换后上机测试，板件修复。

4 针对感应雷的防雷措施

考虑到感应雷电是由天线基座产生并经过屏蔽线及接地线传输下来的，根据雷电就近和低电阻泄放的原理，在天线基座房避雷器上端将这四条线路拆下并接到避雷器盒的接地点，让基座产生并传入屏蔽线路的感应电流就近泄放。同时从避雷器下端将这四条线抽出，接入避雷器盒的接地点，并从机房避雷器盒上端将这四条线拆除，接入避雷器盒接地点，这样就把四条屏蔽线从两端接地，做成等电位接地。同时从机房避雷器下端将这四条线抽出接入避雷器接地点，这样在保证接地线就近接地的同时也能保证屏蔽线的屏蔽作用[1]。被雷击雷达站防雷改造两年多来，多次发生强雷暴天气，但设备都未遭到雷击损坏，证明针对编码器线路的防雷改造工作有一定的防雷效果。

5 结束语

本文通过对雷神二次雷达点迹录取器和ADGU 板件在遭受强雷击导致故障的维修处理过程及防雷改造的分析和总结，解决了雷神二次雷达在雷击后双通道无法启动、点迹录取器及ADGU雷击故障维修问题，同时对ADGU 线路进行了防雷改造，对雷神二次雷达的维护和维修具有一定的借鉴意义。