摘要：二次雷达用来实现对民航客机的监视和空中交通管理，随着航班流量的不断增长，常规A/C模式二次雷达无法满足空中交通管理的要求。近年来，华东地区投产了多部西班牙Indra公司生产的S模式二次雷达，本文首先介绍了S模式二次雷达性能上的优点，之后针对南昌生米雷达站Indra雷达的故障实例进行了介绍和分析，供大家参考和借鉴。
关键词：二次雷达；S模式；故障
引言
随着民航客机运输流量的不断增长，常规A/C模式二次雷达已无法满足空中交通管理高效率和高安全性的要求[1]，为此，FAA(Federal Aviation Administrator)将美国MIT林肯实验室开展的“DSBS”（先进雷达询问系统）工程和英国研究机构开展的雷达“ADSEL”工程合二为一，命名为S模式[2]。S模式已被国际民航组织（ICAO）接受，作为二次雷达的行业标准。
本文首先介绍了S模式二次雷达性能上的优点，之后针对南昌生米雷达站Indra雷达的故障实例进行了介绍和分析，供大家参考和借鉴。
一．S模式的优势
常规A/C模式二次雷达询问脉冲只含P1，P2，P3三个脉冲，无法实现主动识别编码，容易产生异步干扰和窜扰等问题。A/C模式应答码有12位，可编码4096个，而S模式二次雷达询问和应答中都包含有56位二进制(短报文)或112位二进制(长报文)的数据块[3]，因此相比于常规的A/C模式，S模式二次雷达具有以下几点优势：
1. 24位数据位专用于飞机的地址编码，因此识别码数量共有1677万个，是A/C模式的4千多倍，可实现全球飞机拥有唯一的地址编码；
2.S模式能根据飞机的地址进行点名呼叫，对应地址的飞机才会应答，解决了A/C模式的异步干扰和串扰等问题；
3.数据块中除地址之外的其他数据位可用于传送其他信息，交换的信息多，也有很强的双向数据链通信功能，因此可为甚高频语音通信提供备份，而且，传输的数据也具有校验功能，提高了数据传输的可靠性；
4.降低了脉冲重复频率，高度精度也得到了提高；
5.S模式数据链格式兼容性和数据链通信能力强，可兼容并广泛于机场场面监视、飞机防撞、多点定位、ADS-B，军用敌我识别等系统中 [4,5]。
二．Indra S模式二次雷达系统主要组成
南昌生米雷达站Indra S模式二次雷达由西班牙INDRA公司生产，该套设备采用模块化设计，集成化程度高，其主要组成如下图（1）所示，
图（1）Indra S模式二次雷达主要组成
其中包括天线系统（ANTENNA），基座系统（PEDESTAL），基座控制箱（PCB），发射机系统（其中包括SAU，SDU，TRA，EMU，CTU），接收机（MRU）,录取器（MEX），监视和控制单元（SLG，SRG）等。其中SAU为和通道放大单元，实现和通道末级放大和功率控制功能；SDU为和通道驱动单元，实现和通道功率预放大功能；TRA为发射机接收机天线接口单元，实现收发接口控制和自检；EMU为激励调制单元，实现和、控制通道幅度和相位调制和控制通道预放大功能；CTU为控制通道发射单元，实现控制通道功率末级放大和功率控制功能。
三．南昌生米Indra二次雷达故障实例
南昌生米Indra二次雷达至今已投产运行7年时间，运行期间有如下5个典型故障情况，分析如下：
SAU多次出现功率缺失告警，SDU也多次出现SDU故障告警，故障现象都表现为丢失外围目标，SAU，SDU每年都会有损坏的情况，紧急处理方法是更换新的备件，更换完成后目标数恢复正常，故障原因是SAU末级放大和SDU预放大的功放管老化损害造成和通道发射功率下降。
录取器故障，双通道录取器都会出现，故障现象表现为：SLG监控显示无任何告警信息，但管制员反应雷达掉目标，一般会少10到20个，航班较少情况下只剩下1到2个目标或者无目标，重启录取器后恢复正常。目前采取的方法是周维护时分别重启录取器，维护后掉目标的次数减少，但也无法根除，故障原因是录取器硬件故障。
录取器自动重启故障。录取器会不定时自动重启，主备通道都出现过，同时，当主通道录取器自动重启时，如果SLG在远程模式（Remote）下系统不会自动切换到备用通道，造成雷达输出无目标，当SLG在本地模式（Local）下雷达会自动切换到备用通道。故障原因是SLG软件故障和录取器硬件故障。
SLG（本地监控），SRG（远程监控）同步数据时，系统参数混乱，系统接收错误的指令，造成设备停机。更换系统各个模块备件测试后确认该故障并不是系统硬件原因，而是SLG，SRG软件故障，处理方法是通过系统镜像文件分别恢复SLG，SRG软件和参数，恢复期间SLG，SRG不能同时在线，以确保镜像文件恢复过程中SLG，SRG无法进行同步。如果之后系统更改了SLG参数等操作，必须同时对更改后的软件和参数进行镜像保存，确保SLG，SRG数据一致。
雷击造成备用马达变频器2显示接地短路故障，变频器处于自我保护状态，而此时SLG
无任何告警信息，基座控制盒PCB显示马达2停止运行告警，此时变频器状态显示为工作正常。测量变频器输入发现无电压输入，确认为变频器工作异常，reset复位变频器2失效，之后通过断电并重启变频器2后恢复正常。
四．结束语
南昌生米Indra S模式二次雷达投产运行已经7年时间，作为设备维护人员，一方面要随时反馈设备故障情况给厂家配合处理，另一方面更应该提高备件管理和故障板件维护维修能力，只有这样才能不断提高雷达信号的稳定性和安全性，为更安全，更高效的空中交通管理服务提供有力保障。
参考文献：
[1]张军．现代空中交通管理[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2005
[2]Eurupean Mode S station functional specification[Z].EU-ROCONTROL.2005
[3]张蔚．二次雷达原理[M]．北京：国防工业出版社，2007：140-154
[4]方愔.S模式与ADS-B系统[J].航空电子技术.1999,(4):6-9
[5]张宁.敌我识别器多点应答问题的研究[J].武器装备自动化，2003,22(4):7-9
论文作者:周志
论文发表刊物:《科技研究》2018年9期
论文发表时间:2018/11/19
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