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长春龙嘉机场DLD-100C型二次雷达丢点问题的分析和解决

热度0票  浏览23次 时间:2018年8月06日 10:47
  摘要:针对长春龙嘉机场 DLD-100C 型二次雷达在固定区域丢点问题,分析了丢点的原因,通过实验给出解决丢点问题的方法。给出业界警示,现代数字化接收机取消了传统的对数中频放大器,无法通过软件实现接收机灵敏度时间控制,接收机饱和问题必须得以重视。
  关键词:二次雷达;接收机饱和;衰减测试;时间灵敏度控制;近距离丢点中图分类号:TN958.96 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2015)10-0292-010 引言
  2015 年 5 月至 6 月长春龙嘉国际机场单脉冲二次监视雷达进行技术升级,由 DLD-100A 型升级为 DLD-100C 型。通过此次升级,雷达的软硬件得到了全面的提升,升级后雷达整体性能稳定,威力、顶空满足技术指标,为龙嘉机场单套雷达安全保障指挥奠定了坚实的基础。管制员反映飞机在 06 方向降落时飞机未接触跑道前就消失,自动化系统无法据此自动派发降落报。雷达室值班员接到通报后,通过维护显示器仔细观察发现在固定位置、一定高度范围内确有丢点现象,且较为严重,已经导致航迹丢失。在一定程度上影响了管制员对雷达管制的使用。
  1 二次雷达丢点问题发现
  龙嘉雷达站海拔高度约 240m,站址位于跑道南延长线北侧垂直距离 1km,距离跑道 3km。雷达升级后,经过一段时间观测,发现雷达工作在 A/C 模式时,飞机在 06 跑道降落时通过固定区域和高度范围内有持续丢点现象,大约丢 8 个点左右,利用 S 模式工作时无此现象。特定区域具体为:以雷达站为圆心方位 90°至 180°,距离 2km,海拔高度 450m。飞机在 24跑道降落时无任何问题。
  2 二次雷达丢点原因分析
  2007 年,长春机场出现过一次丢点问题,与此次丢点区域及状态一致,极为相似。雷达站技术人员第一直觉反映此现象与上 2007 年的丢点原因一样,由外部干扰造成(2007 年经省无委会排查确定为非法微波设备干扰造成)。
  值班员使用示波器观察接收机中频信号,确未发现明显干扰信号。经邀请吉林省无委会排查,并未发现干扰信号,至此技术人员对此疑惑不解。因南方某地二次雷达受考试作弊器材干扰,因其隐蔽特殊,通过无委并未查到,后经雷达天线指向确定。按照人的固有思维,仍怀疑为非法干扰信号所致。
  为此技术人员广开思路,只能从其它方向寻找丢点原因。
  利用软件分析二次雷达的原始视频,发现雷达信号处理未能检测到有效应答数据。说明在固定区域、固定方向接收到的雷达信号十分微弱,不足以检测出来,或者就未收到飞机的应答信号。由此笔者怀疑到接收机饱和问题,存在以下两种可能:一是在机载应答机饱和时,不会应答,地面接收机自然不会接收到应答信号;而地面询问接收机饱和时,也会因接收机过载不会处理正常的应答信号。以上两种原因均会导致雷达丢点。
  而 S 模式为何不丢呢,分析如下:在排除外部信号干扰的情况下,应答数据的丢失需要重新分析反干扰措施。A/C 模式二次雷达自身就有不足的表现,其中询问信号结构简单,不含识别成分,在询问信号工作范围内的全部飞机会同时获得询问信号,可能产生同时应答,造成混叠。地面反射也会产生盲区,造成目标的方位,距离等参数的分辨率低。S 模式二次雷达,在 S模式的询问信号中,一个 15 或 29 微秒的数据块可容纳 56bit或112bit 的数据,数据的前 24 位规定用于飞机的地址编码。利用S模式询问、应答信号中的飞机识别码,可以对目标飞机预先进行编码。S 模式地面雷达站利用飞机地址识别码能与飞机单独联系,询问机只向它负责监视的飞机进行询问,它用跟踪装置保存每架飞机的预测位置,待天线波束指向被选址的飞机时,发出询问。通过这种选择性询问,使空地间问答次数减到最少,防止信号范围内的所有飞机同时应答引起的系统饱和、混叠的情况。
  这也就是,为什么在相同的外部条件下,雷达工作在 S 模式下,可以较好的进行监视,而 A/C 模式则不行的原因。
  3 二次雷达丢点问题的解决
  通过以上分析了两种A/C 模式丢点原因,其实道理相通,非常容易通过实验验证。理论上只要通过其中一种方式验证,即可验证判断的正确性。我局技术人员通过调整接收机增益来验证,最简单也最容易操作的办法是在接收机的输入端加装衰减器测试。打开接收机备件面板,笔者加装了一个 5DB的微型衰减器,随后上机测试。通过观察,丢点现象消失。证明了丢点原因为地面询问机在近距离时接收了强应答信号,饱和所致,验证了笔者判断的正确性。问题虽得以解决,但接收机的增益衰减势必影响雷达的威力,经过观察比较,在不增加衰减时,二次雷达的作用距离最远可以达到 430km,加衰减后最远可以达到 390km。由此产生了丢点与作用距离的矛盾,因受于现场仅有一个 5DB 的微型衰减器以及调试时间限制,计划定购多种型号的衰减器在雷达秋季定检时再作测试,争取使用最小的衰减来获得最远的作用距离。
  4 结语
  二次雷达丢点问题由多种原因造成,因雷达接收机灵敏度问题导致丢点,且在固定区域丢点较为罕见。随着现代雷达技术发展,接收机指标较早期雷达已有较大幅度提高,灵敏度是其中之一,业内在不断研究如何进一步提高灵敏度,理论上灵敏度越高越好,对提高雷达的威力范围具有十分明显的意义。但在某些特殊的地理位置下,确实与接收机的饱和指标存在着矛盾。在早期雷达接收机技术中,采用对数放大器,很容易解决这一问题,通过软件实现不同放大器的组合,即时间灵敏度控制,实现近距离的衰减,可十分容易解决饱和问题。
  而现代数字接收机,取消了对数放大器,更多的是采用了后期的数字算法实现,各有优缺点,在一定程度上不能完全取代。
  长春机场二次雷达由近距离接收机饱和引起丢点问题一文希望引起同行高度重视,在日后的雷达选址、大修升级需酌情考虑,提前避免本文问题的发生具有一定的参考和依据作用。



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