浅析雷神雷达单脉冲一致性故障的排除
2019-09-10张卫华
张卫华
摘 要：现代的二次监视雷达通过引进单脉冲技术，采用幅度法，来提高二次雷达的测角精度。主要是通过引入一个用于接收的差通道，通过比较和、差通道信号，得到和差比（SDR），与此值对应的角度可形成OBA（Off boresight）信息。利用该方法，理论上一个应答脉冲就可以得出目标方位，所以称为单脉冲测角技术。雷神二次雷达系统中，单脉冲一致性监视程序处理部件为Plot Extractor，它自动地在录取器系统的后台运作，实时检测随机目标应答报告中的和差比（SDR）及方位角信息，周期地计算单脉冲测角的偏差值（Monopulse Error），来实现对系统整体性能的监视，当系统性能下降或更换和、差、控制电缆后其OBA信息会发生一定的变化，导致单脉冲一致性错误，当单脉冲一致性错误超过一定的门限时，系统就会提示“Monopulse Consistency error”，CMS屏幕上的天线图标会变红。此时可以通过RFCO将天线切换至另一通道，看系統是否正常来确认告警原因是单脉冲一致性错误还是天馈系统本身的故障。如果切换之后系统故障消除，则应考虑通过校准故障通道的OBA表来消除单脉冲一致性错误导致的系统故障。
关键词：Monopulse Consistency error单脉冲一致性错误
OBA=Off Boresight Angle偏离瞄准轴角度
一、单脉冲一致性监视（MCM）功能的实现机制
雷神雷达在CMS（控制监视系统）里提供一个透明模式功能，该功能以一个命令行窗口的方式供系统维护人员与系统配置参数交互。系统的配置参数包括动态参数及处理开关。用户在CMS上进入透明模式后，以PE为核心的系统即开启一个线程接收并响应用户输入的命令。通过透明模式功能，用户可重新刷写系统配置参数或修改、查看某项参数，比如加反射体数据、修改OBA表、通信口参数等。以下主要解释与单脉冲一致性监视功能有关的参数项，从中也可以进一步理解雷神二次雷达系统实现单脉冲一致性监视功能的一些具体机制。
二、OBA 表校准操作：
1、每部单脉冲二次监视雷达的OBA表的值通常通过对天线做标校后作为天线的固定参数而给出的，即在出厂前雷达已经有一个默认的OBA表。但在工程上所面临的电磁环境目标环境日趋复杂。在这种情况下，由于雷达内部的噪声和校准误差，加上外部的干扰和电磁波传播的影响。作为天线固定参数所给出的OBA表的值，在实际工程应用中必须进行修正，甚至重新计算，这样才能保证二次雷达的测角精度。同样，在设备使用过程中，由于设备的老化，性能下降以及周围电磁环境的变化等，也会使得OBA表的值变得不再准确，在这种情况下，也同样需要对OBA表进行修正、校验。
2、校准工作：以Controller身份登录CMS，并确认远程RCMS未登录，把CHA询问机与天线相连。使CHA CHB两台询问机均进入Maintenance状态。在Logging On Enabled 的情况下使CHA进入透明模式（Transparent Mode）
在透明模式下输入以下指令，更改相关参数：
DP5 25=300单位IAU（OAB Tolerance OBA 容限，默认值为2000）
当单脉冲偏差总量超过该门限时引发天线告警。
DP5 11=0.01单位度（OBA最小可用值，默认值为0.22度）
PS0 ON（显示单脉冲检查结果）
WSP （保存）
输入完成后，点击EXIT退出透明模式，并把CHA由Maintenance模式转到Operational模式（在此期间雷达数据可正常显示和输出）。等到CMS上显示天线标志变红时（等待时间取决于空中目标数），进入透明模式（加载之前创建的TML文件，选择APP追加），当屏幕出现单脉冲一致性错误的数目提示时：
Monopulse Error Total=***（大于300的个数）
输入指令：
PS29 ON（自动启动OBA校正）
在数个MCM周期之后，单脉冲一致性错误总数变为171，此时天线标志变成绿色。
Monopulse Error Total=171
输入下列指令恢复系统工作参数：
DP5 25=2000
DP5 11=0.22
PS0 OFF（print MONMON RESULTS ON/OFF）
PS29 OFF （OBA TABLE CALIBRATION）
WSP
退出
透明模式下输入DOBA命令查看新生成的OBA表，此时新的OBA表会保存在该次校准时创建的TML文件中
120 = -500 -500 -500 -500 -500 -500 -496 -496 -492 -488
130 = -484 -480 -472 -472 -464 -460 -456 -456 -452 -444
140 = -440 -440 -436 -432 -424 -420 -420 -416 -408 -400
150 = -396 -388 -380 -372 -368 -364 -356 -348 -344 -336
160 = -328 -320 -312 -308 -300 -296 -288 -280 -272 -268
170 = -260 -252 -248 -240 -232 -228 -220 -216 -208 -200
180 = -196 -192 -184 -180 -176 -168 -164 -160 -152 -148
190 = -144 -140 -136 -132 -128 -120 -116 -112 -112 -108
200 = -104 -100 -96 -96 -88 -88 -84 -80 -80 -76
210 = -72 -68 -68 -64 -64 -60 -60 -56 -56 -52
220 = -52 -48 -48 -48 -44 -44 -40 -40 -40 -36
230 = -36 -36 -32 -32 -32 -28 -28 -28 -28 -24
240 = -24 -24 -24 -24 -20 -20 -20 -20 -20 -16
250 = -16 -16 -16 -16 -12 -12 0 12 12 12
260 = 16 16 16 16 20 20 20 20 20 20
270 = 20 20 24 24 24 28 28 28 32 32
280 = 32 32 36 36 36 36 40 40 44 44
290 = 48 48 48 52 52 56 56 60 60 64
300 = 68 68 72 76 76 80 84 88 88 92
310 = 96 100 104 108 112 116 120 120 128 132
320 = 136 140 144 148 152 160 164 172 176 180
330 = 188 192 200 204 208 216 224 228 236 244
340 = 248 256 260 268 272 280 288 292 300 308
350 = 316 324 328 332 340 348 356 356 364 372
360 = 376 380 384 388 388 392 404 420 424 432
370 = 436 440 440 444 452 456 456 460 464 472
380 = 476 480 484 488 492 496 496 500 500 500
將该OBA表打印出来
根据此OBA表，对系统内的OBA表进行修改：
系统内的OBA表位于C：/CMS/TMC目录下，使用DOS文本编辑功能对CHANAOBA.TMC进行修改，修改之后保存。
三、加载新的OBA表：
建立 OBA表透明模式文件，在CHA进入透明模式时，选择Logging On Enabled指令来源选择File，加载新的CHANAOBA.TMC，点击确定之后，系统自动更新之前运行的OBA表，更新结束时屏幕显示
“Set Save initiated
Flash Prom Updated”
输入：
WSP（新的参数存盘）
RE（通过软件进行系统复位）
至此CHA的OBA表校准工作完成
在CHB上重复以上校准工作，可完成B通道的OBA校准工作。
四、结束语
本文主要针对雷神MK2系列二次监视雷达系统的单脉冲一致性监视及OBA表的自动校正功能及其机制进行了分析与探讨。希望本文能对想深入了解单脉冲测角技术和OBA表工作原理的同行提供一些借鉴和帮助。
参考文献
[1] Cossor System Manual for MSSR System 809373/000 for XUZHOU.
[2] 杜文一. 二次监视雷达. 中国民航学院
