Alenia二次雷达编码器工作原理及维护维修探讨

曾超平

摘 要 编码器在雷达测量飞机角度时起着决定性作用，为提高Aleina二次雷达设备维护人员排故能力，本文对单脉冲二次雷达测角工作原理、编码器工作原理、Aleina二次雷达编码器方位信号测量及编码器维修等方面做了介绍，对从事民航二次雷达设备维护的技术保障人员有一定的参考作用。

关键词 单脉冲二次雷达;测角;编码器原理;信号测量

1单脉冲二次雷达测角

在我国民航系统里，单脉冲二次雷达是目前最主要的监视飞机运行轨迹的技术，主要用于测量飞机的距离和方位并形成连续的跟踪，被誉为管制员指挥飞机飞行时的“眼睛”。

根据单脉冲二次雷达原理，如图1所示，飞机方位角=θ±Δθ，其中“θ”为二次雷达天线瞄准轴指向角，“Δθ”为飞机偏离瞄准轴角度，“±”表示飞机偏离二次雷达天线瞄准轴方向。在实际的二次雷达询问系统里面，天线瞄准轴指向角“θ”由天线轴编码器给出，因此天线轴编码器能否正常工作，将直接影响飞机精确的方位数据的测量。

2Alenia二次雷达编码器的工作原理

由意大利Alenia生产的SIR -M系列二次雷达，早在20世纪90年代就进入我国，并一直在我国空管雷达监视系统里内拥有很高的保有量。Alenia二次雷达编码器属于增量式光电编码器。增量式光电编码器分别由码道输出A相、B相和Z相三组方波脉冲，这个过程利用了光电转换原理;A、B相用于判断码盘的旋转方向，其脉冲数相同、相位差90度，而Z相则用于基准点定位，码盘每一转发出一个脉冲。

3Alenia 二次雷达编码器方位信号测量

在实际的Alenia二次雷达的设备维护中，机务维护人员每年都会测量编码器的NRP（正北信号）和ACP的波形用于对编码器的工作状态的评估。测量方法为：打开雷达录取器机框，将单通道机柜背面的J21和J22连接至示波器CHA和CHB通道，示波器上以J21正北信号为触发，正确设置示波器使J21和J22的信号同时显示在屏幕下（如图2所示）。观察NRP和ACP的波形及频率，测量的思路为：两个NRP之间ACP出现的个数。Alenia二次雷达编码器为12位的编码器，理论上旋转一圈可以出现4096个ACP脉冲，每个脉冲代表0.087890625°（将360°均分成4096份）。编码器位数越多，角度分辨率越高，意味着测角精度越高。

4Alenia二次雷达方位编码器的维修

在雷达系统里，编码器属于天线伺服系统室外天线部分，一方面安装位置比较高，较易造雷击，另一方面随着编码器内部元器件老化，故障率逐年增加。因此，对Alenia雷达编码器的维修，不仅能够减少雷达故障停机时间，保障设备正常运行，而且可以为单位节省维修费用。

电路分析：編码器的电路结构图由3组相似的电压比较--推挽放大输出的电路组成（如图3所示）。光电部分输出毫伏级直流电平进入电压比较器LM339的负端（PORT1），正弦波信号则进入LM339正极（PORT2）。两者进行电压比较，当正级的正弦波电压大于负端的参考电压时输出高电平，反之则输出低电平，因此当编码器正常旋转时，LM339电压比较器输出端输出的是连续的方波信号，再经过后级由3个NPN三极管2N5551组成的推挽驱动电路由OP端向外进行远距离输送。

故障情形：

ACP或NRP无波形输出。排故方法：逐级排查，首先用示波器测量“PORT2”、“PORT4”、“PORT5”端口，若无输出，则故障点为编码器内部光电转换部分;若能观察到微弱正弦波信号，则测量LM339输出是否有方波信号，若没有，则测量比较器的正极电容是否因击穿对地短路、LM339是否故障;若有方波信号，则故障点为组成推挽式驱动电路的3个NPN三极管2N5551。

ACP或NRP波形不规则、有毛刺。排故方法：多为编码器内部机械部分的码盘在长期的工作中由于安装在天线大盘齿轮下方，被齿轮渗油污染了码道引起。

5结束语

本文从单脉冲二次雷达测角原理出发，分析了Alenia二次雷达方位编码器的工作原理、设备维护中波形测量以及分析了编码器电路图和常见的故障情形及维修建议，对从事民航二次雷达维护的设备技术保障人员有一定的参考作用。

参考文献

[1] 张尉，徐炎祥.二次雷达原理[M].北京：国防工业出版社，2009：17-19.

[2] 赵映川.编码器原理与应用分析[J].无线互联科技，2018，（22）：67.

[3] 陈郡，林棋勇.ALENIA雷达天线轴角编码器故障修复及分析[J].信息通信，2014，（7）：273-274.