INDRA二次雷达单脉冲曲线异常的分析及优化
Indra二次雷达目标偏移故障实例分析
Indra二次雷达目标偏移故障实例分析摘要目的：对INDRA二次雷达出现目标偏移故障排查有较好的参考借鉴作用。
方法：通过多次切换通道、更换编码器、更换相关板件、更换马达及旋转铰链、编码器校准及ACP/ARP波形测试、天馈系统参数测试、更换主轴双膜片联轴器、角度信息传输系统与回转支承等一系列方式进行故障排查，对问题进行倒推分析，验证故障原因。
结论：以上方法为雷达出现目标偏移提供了解决思路，具有较强的实际运用效果。
关键词：INDRA雷达；目标偏移；解决思路0 事件概述2020年11月，磊庄INDRA雷达信号在H19和H24航线上存在目标偏移现象，表现为该雷达在各方向均存在不同程度目标偏移，其中东北和西南方向偏移较大，东北方向298公里与融合信号存在约8.7公里距离偏差、约1°角度偏差；西南方向137公里存在约4公里距离偏差，约1°角度偏差。
故障发生后，通过专项故障排查工作，最后采取更换联轴器、大盘、同步轮系等工作，雷达信号正常，加入自动化系统融合。
1 故障排查经过第一阶段主要以紧固连接头、切换通道、更换编码器及相关板件、更换马达及旋转铰链、监控软件重启备份、编码器校准调试、天馈系统参数测试、改变询问模式、震动测试、台站电磁环境监测、信号线加装屏蔽层等一系列方式进行故障排查，无果。
第二阶段，决定更换磊庄雷达回转支承工作。
在经历了移除天线、更换双模同轴联轴器、同步轮系及回转支承等工作后，测试获取RASS陀螺仪测试数据，偏移量从出现目标偏移时的0.7557降到了0.1347，至此磊庄雷达信号偏移故障排除，信号恢复正常，雷达系统运行正常。
下面从理论角度对双膜片联轴器倾斜导致目标偏离进行原理倒推分析。
2 故障原理倒推分析采用高精度测试应答机定位算法计算测试应答机相对于雷达的真实方位角，与排故期间录取的测试应答机方位数据进行误差比较，从而反推出联轴器的摆动情况。
（一）测试应答机高精度定位假设雷达纬度L1，经度G1，雷达天线海拔高度h1；测试应答机纬度L，经度G，天线海拔高度H，测试应答机到天线的线缆长度为D。
INDRA二次雷达编码器故障案例分析
INDRA二次雷达编码器故障案例分析作者：刘军来源：《电脑知识与技术》2018年第04期摘要：目前全国投产的INDRA雷达有30多套，其中湛江空管站INDRA雷达于2013年10月30日投入使用，湛江INDRA雷达除了作为航路雷达外还对湛江机场低空进行了覆盖，对空中管制提供有效的保障。
而该设备从2017年3月份以来，编码器频繁出现故障，对运行保障造成压力，该文就最近INDRA雷达编码器频繁出现故障进行排查分析，且就更换编码器的步骤进行详细说明。
关键词：INDRA雷达；编码器；频繁故障中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）04-0210-021 概述INDRA S模式单脉冲二次雷达为西班牙INDRA公司设计生产的具有S模式功能的单脉冲二次雷达，双通道配置，全固态设计。
单脉冲测角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），通过此值可得到对应的角度OBA（off boresightAngle）信息。
天线视轴角度加上OBA值就可得出目标与正北间的方位角度，理论上一个应答脉冲就可以得出目标方位。
录取器根据编码器给出的ACP、ARP脉冲及ARP延时得出天线视轴角，编码器的好坏直接影响雷达的测角。
INDRA雷达天线系统有2个编码器，每个编码器的信号均送至两个通道，编码器信号源可选择Automatic，1#编码器的信号1A或1B，2#编码器的信号2A或2B。
平时默认选择Automatic，录取器将自动选择性能较好的编码器信号。
2 编码器的原理和结构航管INDRA雷达编码器属于增量式光电编码器，其结构如图1所示。
编码器由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件、转换电路等组成。
码盘由透光材料制成，上面有很多不透光的黑色刻线，编码器工作时码盘随着天线转动，光源在码盘的一端发生光信号，光电检测器件在码盘另外一端通过检测光信号的通断产生两个相差90°的ACP信号，如图1的A相、B相，利用A相和B相的相位关系可以判断编码器正转与反转（当A相超前B相90度认为正转，B相超前A相90度认为反转），Z相产生的脉冲为基准脉冲，它是码盘转一周在固定位置上产生的一个脉冲，又称ARP脉冲。
振幅和差式单脉冲二次雷达幅相不一致分析和改进方案
振幅和差式单脉冲二次雷达幅相不一致分析和改进方案邱伟杰【摘要】单脉冲二次监视雷达(MSSR)已成为我国空中交通管理(ATM)系统的重要组成部分,不仅具备常规雷达的跟踪定位、目标识别和高度确认功能,同时还具有更快的数据获取速度及更高的测量精度,大大提高ATM的能力.振幅和差式单脉冲测角技术是通过比较和差通道的幅度而得到,因此,雷达接收机的动态范围内其振幅特性和相位特性必须保持一致.但在实际应用系统中,由于雷达零件制造存在公差,部件使用过程中不可避免地会逐渐老化从而引起参数的改变,元器件使用过程因温度变化引发电路失调和失配,以及外界杂波的相互影响等,雷达接收机通道之间幅相不一致难以避免.【期刊名称】《航空科学技术》【年(卷),期】2018(029)003【总页数】6页(P46-51)【关键词】单脉冲;振幅和差式;高频相移;中频相移;AGC;S曲线【作者】邱伟杰【作者单位】中国民用航空湛江空中交通管理站技术保障部,广东湛江 524017【正文语种】中文【中图分类】TN957.5随着民用航空事业的快速发展，空管设备加快更新步伐。
近年来，技术装备的革新成为推动空管系统发展进步的强有力杠杆，也是新的空管运行理念和管制模式应用实施的基本保证。
单脉冲作为区别于常规雷达体制发展起来的先进技术，在现代航空领域得到广泛应用。
单脉冲二次监视雷达（MSSR）已成为我国空中交通管理（ATM）系统的重要组成部分，不仅具备常规雷达的跟踪定位、目标识别和高度确认功能，同时还具有更快的数据获取速度及更高的测量精度，大大提高空中交通管理的能力。
MSSR采用单脉冲测角技术，在普通SSR和波束基础上增加差波束进行目标回波信号的处理，使得单脉冲二次雷达在一个波束驻留期间，只需分析一个回波信号脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息，且测角精度高、稳定性好、抗干扰能力强。
振幅和差式单脉冲二次雷达通过和差比较器对天线馈源输出端的目标回波信号进行变换，得到高频和信号与差信号，再经变频、放大等过程输出各支路所需相应电平值。
影响二次雷达测角性能的主要因素及提高措施
影响二次雷达测角性能的主要因素及提高措施【摘要】本文叙述了车载一维相控阵二次雷达单脉冲测角原理，由地面反射引起多路径效应，以及车辆的运动等因素大大降低了测角精度，对这些影响单脉冲测角性能的主要因素进行了详细的分析和计算。
根据工程实践，给出了提高精度的方法，这些措施可以大大提高一维相控阵二次雷达的测角精度。
【关键词】SSR ADS-B；测角精度；标校1.引言二次雷达设备在空中交通管制中发挥着重要的作用，可以为管制工作人员提供比一次雷达精度高的航迹数据，还能提供识别信息，即飞机的代码，当飞机发生故障、通信系统失效或遇到劫持时，能够提供危机警告信息。
为了监视空域，和管理一些临时空域，需要发展车载二次雷达设备，快速部署到监视区域。
与陆地固定安装的二次雷达相比，有其共同的特点，也有其独特的一面，主要是受安装环境的影响，不能安装大尺寸的机械扫描天线，需要安装一维相扫的天线，特别是在空旷区域监视时，地面的反射很强，多径效应非常显著。
针对这些情况，本文分析了影响二次雷达测角精度的主要因素，针对这些问题，提出了一些解决措施，在实际应用中达到了预期的效果。
2.精度分析二次雷达测角时，多种因素的影响都将产生测角误差。
按误差的类型可分为系统误差和随机误差。
系统误差可通过校正加以消除或减小，随机误差则难以消除，它们直接影响测角的精度。
在雷达的各种测角方法中，单脉冲测角方法因实现简单、稳健性好等优点，在实际系统中得到了广泛的应用。
目前，实际中应用最广泛的单脉冲测角方法主要有四种：振幅-振幅式，相位-相位式，振幅和-差式及相位和-差式。
针对本设备中使用的振幅和-差式单脉冲测角方法，分析影响测角精度的主要因素。
2.1 振幅和-差式单脉冲测角由于在使用和-差角度鉴别器的单脉冲雷达对于接收支路特性的相位一致性要求相对不太苛刻，所以比较普遍的用于现代的一些雷达站。
这种方法所要求的设备量少，除要求和差通道的增益均衡外，对两路之间的相位关系要求不高，具有较大的实用价值。
几种INDRA二次雷达常见假目标类型及处理
几种INDRA二次雷达常见假目标类型及处理作者：蔡润清来源：《科技视界》2016年第08期【摘要】本文对INDRA二次雷达使用过程中出现的常见假目标进行了分析，结合了深圳本地使用的INDRA二次雷达，讨论了假目标的类型，产生原因，以及处理方法，从而提高INDRA二次雷达信号的准确性与稳定性。
【关键词】二次雷达；假目标；信号处理0 引言随着空中交通的迅猛发展，区域飞行器数量大幅增加，地面的二次雷达监视设备的压力也在逐步增加，以深圳本场的INDRA二次雷达为例，在使用过程中出现的各类假目标，降低了送出的雷达目标信号质量，可能会对管制员的指挥造成干扰，那么，如何有效的快速判断假目标类型，并且加以抑制等，是每名雷达机务员工作中经常要面对的问题，以下罗列了本场INDRA二次雷达使用过程出现过的假目标，也讨论了相应的处理办法，希望对雷达机务员的值班工作起到一定的指导作用。
1 异步干扰当一个区域内两套而此类相距较近时，当A雷达询问飞行器时，B雷达可能接受到飞信器的应答，从而影响B雷达的信号质量，如图一所示，异步干扰信号大多从天线的旁瓣进入。
INDRA二次雷达同样存在异步干扰的问题，处理办法为：（1）降低询问的重复率，可以通过设置SLG菜单中PR值来改变询问响应概率；（2）应用RSLS接受旁瓣抑制技术来识别旁瓣信号，并且对进入的应答脉冲置入RSLS标记，用做后续的抑制处理。
处理后可有效解决雷达信号的异步干扰问题。
2 “环绕”型假目标出现“环绕”型假目标时，在监控端看见固定距离，全方位的，呈“圆圈”带排布的假目标，这是是由于询问机的旁瓣出现了穿透控制波速的现象，从而导致飞行器对旁瓣询问也作出应答，如图二所示，从而形成了上诉类型假目标。
此类假目标信号严重时会使管制员难以判断真实目标的方位，并且假应答过多会导致后续额应答处理模块过载，影响系统正常。
此问题处理办法为：（1）通过有效的ISLS询问旁瓣抑制/IISLS增强型询问旁瓣抑制技术，来较好的抑制旁瓣波束；（2）保持稳定的P2控制通道脉冲的发射功率。
Indra二次雷达速度跳变分析处理
研究Technology StudyI G I T C W 技术24DIGITCW2021.040 引言我国民航事业迅猛发展，航班量显著增长。
以云南管制区为例，随着昆明长水国际机场投入运行，旅客及货邮翻倍增加，云南空中管制安全保障压力日益增长。
在巨大的航班量和安全压力下，稳定可靠的雷达监视信号质量对管制部门就至关重要了。
目前，全国有22套西班牙INDRA 公司20 MP/L MODE-S 单脉冲二次雷达应用在空管系统，仅云南管制区就有3套。
对该雷达目标速度相关故障分析及排查，对类似问题排查可提供思路及借鉴。
1 I ndra 二次雷达目标速度跳变情况概述云南某雷达站Indra 二次雷达在S 模式和A/C 模式下均出现部分目标速度跳变情况，该站点切换雷达工作通道故障现象无改善。
雷达目标速度跳变范围从20 Nm/h 至1 200 Nm/h 随机出现，其中，个别雷达目标除航班速度跳变外，还出现目标分裂、位置倒退的情况。
如图1所示。
2 二次雷达目标速度测算原理航迹跟踪是基于天线扫描到扫描之间的航迹和点迹之间的相关处理实现的。
不断测量一个目标的位置，将点迹和航迹文件中的航迹进行相关处理，并进行平滑滤波，才能连成航迹[1]。
继而计算出目标的速度和航向，外推出航迹的未来位置，这一系列的处理称之为跟踪。
能够在天线不断扫描过程中对几十批或更多的目标实行跟踪，是边跟踪边扫描（Tracks-While-Scan ）系统的任务。
完成跟踪后，计算出目标速度。
简单理解为在一个更新周期（4 s ）内前后两个点之间的位移量（距离矢量）与更新周期（4 s ）的比值即为速度。
3 故障排查思路3.1 航迹跟踪处理部分排查根据二次雷达测速原理，首先排查航 迹跟踪处理相Indra 二次雷达速度跳变分析处理徐晓强（民航云南空管分局，云南 昆明 650200）摘要：通过对航管二次雷达速度构成要素入手，分析排除一例Indra 二次雷达速度跳变。
INDRA二次雷达典型故障分析与维修
• 194•本文结合INDRA 二次雷达天线控制及驱动系统的实际情况，将维修中遇到的典型故障作详细的分析，并针对INDRA 二次雷达天线马达出现不定时停机的故障进行了简述，以供同行参考。
1 故障现象INDRA 二次雷达天线马达出现不定时停机，停机后天线控制箱PCB 面板上的“drive1 failure ”、“drive2 failure ”故障红色指示灯亮起，“startup warning ”橙色指示灯亮起，雷达天线停止转动（如图1所示）。
本地重启马达，马达无法开启，将PCB 断电重启，马达正常启动，雷达恢复正常。
检查本地监控告警信息为马达停止和开启告警，PCB 中告警信息显示为“电网欠压254.9V ”（如图2所示）。
图1 PCB面板显示 图2 变频器故障显示2 故障分析（1）针对面板显示的“欠压故障”故障，检查UPS 系统历史记录和PCB 供电线路；目的是排除供电欠压故障及PCB 供电线路接触不良问题。
（2）根据PCB 内部24V 供电线路流程得知，天线控制箱PCB 内部24V 直流供电模块故障将会导致PLC 和继电器均无供电，从而导致变频器输入继电器跳开。
由于变频器前端的滤波器中有LC 电路，滤波器中的电压不能突变，变频器输入电压监控模块检测到突变电压而造成“欠压故障”。
（3）可编程控制器PLC 与相应设备连接的CAN 总线接触不良而导致出现欠压故障。
（4）天线控制箱PCB 中的安全继电器控制链路出现故障，马达温度检测系统（PTC ）告警，紧急按钮出现漏电而拉低继电器供电电平导致马达关断，天线控制箱PCB 内可编程控制器PLC 出现程序死机或者给出错误的指令（或电平），安全继电器出现故障；从而出现上述故障。
（5）由于变频器输入电压检测灵敏度过高，电网有轻微的跳变而出现“欠压故障”告警，从而关断变频器。
3 故障检修过程（1）检查UPS 供电，查看台站UPS 历史告警信息，未能发现UPS 输出有欠压等故障现象出现。
indra s模式单脉冲二次雷达
• 141•ELECTRONICS WORLD・技术交流随着我国经济的快速发展，航空运输业越发繁忙，同步而来的安全运行保障压力与日俱增。
由于新航线的开辟及各航线上飞行器数量的增加而带来飞行高度层和距离压缩，以前的AC模式单脉冲二次雷达处理能力的不足显现而出。
空中交通管制部门对于雷达监视设备的依赖性越来越强。
目前，我国民航系统为了解决当下的状况，对现有AC模式单脉冲二次雷达进行原址更新成S模式单脉冲二次雷达，并选择合适的地理位置加装新型雷达系统。
对重要的飞行航线进行两重甚至多重雷达覆盖，以缓解日益增长的航班量所带来的飞行安全风险。
S模式单脉冲二次雷达相对于传统的AC模式单脉冲二次雷达有着不可替代的优点：（1）二十四位地址码可到达1677万个识别码，AC模式只有4096个；（2）询问方式的改变（选呼），根本解决“应答混淆”现象；（3）选呼后降低了询问重复频率（PRF），减少“异步干扰”；（4）传输信息更加丰富；（5）接收数据更加精准可靠.本文主要探讨S模式单脉冲二次雷达的主要组成及部分模块的功能。
INDRA雷达系统组成：由于现在民用S模式二次雷达站大多数采用无人值守的运行方式进行工作，所以雷达监视系统有本地端和遥控端两部分组成。
现将本地端系统的架构总结如下：1、单脉冲天线系统；2、天线驱动系统；3、S模式询问系统；4、接口适配单元系统；5、中央时间系统；6、本地局域网系统；7、本地管理和控制系统SLG；8、雷达视频VR3000图形显示系统。
遥控端有以下系统组成：本地局域网系统、本地管理和控制系统。
单脉冲天线系统由以下部分组成：辐射柱、射频分配网络、射频滤波器和障碍灯。
天线安装在基座上，通过伺服马达驱动天线顺时针（5-15转/分）匀速旋转覆盖360度方位角。
天线用于发射询问机产生的1030MHZ信号，并接收飞行器应答1090MHZ信号。
发射和接收分别涉及到三种信号（和、差、控制），和波束利用天线的主瓣发射和接收询问及应答信号；控制波束结合和波束进行接收和询问，实现旁瓣抑制功能；差波束只用于发射，通过结合和波束实现单脉冲功能。
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INDRA 二次雷达单脉冲曲线异常的分
析及优化
摘要：IRS-20MP/L是西班牙INDRA公司所研制的航管二次雷达，采用和、差双接收通道的单脉冲体制以及双机热备份设计；具有很高的可靠性；广泛应用在线检测技术，使系统具有很强的在线维护和故障诊断功能。
国内某空管局于2009年5月建设投产该雷达。
近年来，该雷达频繁出现主/备自动切换的异常现象。
经检查，雷达各项指标正常。
雷达维护人员深入分析雷达双通道自动切换问题时，发现雷达单脉冲曲线存在异常，通过调整差通道接收机幅相一致性，有效的解决了双通道频繁互切的问题。
（一）单脉冲曲线的作用
单脉冲曲线利用随机目标来监视系统的性能。
单脉冲曲线与天线，馈线、射频切换开关、MCT、MRX等各个部件的性能息息相关。
它是唯一包括检查天线和线缆在内的机内自检。
INDRA二次雷达通过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，以此对系统的整体性能进行监视，当系统性能下降或其他原因引起总偏差大于用户所设定的门限值时，将产生“Monopulse Detector Fault”，通道自动切换，单脉冲曲线异常，航迹不平滑等现象，详见图1，图2所示。
图1 雷达通道自动切换告警日志
图2 异常单脉冲曲线
(二）雷达单脉冲曲线与目标方位测量的关系
目标的方位是由OBA角加上当前天线的方位角得出。
OBA表是一个由SDR值
索引的偏移天线瞄准轴的角度列表。
即。
式中:为雷达法线指向角,即当前码盘值;为角偏差测量值(目标偏离单脉冲曲线零点的角度值)右偏为正,左偏为负。
其中，目标偏离瞄准轴方向的偏移角是利用雷达接收机和、差两个通道所产生的和差幅度比(SDR)得到，即。
式中是和差信号的相位差。
和差通道信号的相位差值与SDR成为目标偏移天线瞄准轴方向大小程度的决定因素,它与天线轴线处方向性图的斜率K值息息相关。
天线轴线处方向性图实质上是和差通道的幅度比值的图形表现,对于振幅和
差式单脉冲二次雷达可用单脉冲比幅定向曲线来形象描述，如图3所示。
图3 振幅和差单脉冲定向曲线
当雷达线性扫过目标时，差和比值会呈现单脉冲曲线变化,因此雷达进行角度测量时可利用单脉冲曲线特性测角,并不需要对目标扫描,一个波束驻留即可完成角度测量。
测量时雷达依据信号处理机存储的单脉冲曲线参数表进行查表，并在查找出的参数区间内线形插值求解角度偏差参数。
（三）幅相一致性对单脉冲曲线的影响
在测量单脉冲曲线时已对接收通道的增益和相位进行了调整和标定,保证和差通道幅度一致,右偏时同相左偏时反相。
单脉冲曲线参数表在和差支路幅度、相位固化并存储之后作为标准用于测角,因此在使用中必须定时校准保证幅相一致性,否则会直接引入测量误差。
1 单脉冲偏差的算法
图4 波束位置
Aircraft AzimuthA=(a1+a2+a3+a4+a5+a6.+an)/ n
Errore1=A-a1
Errore2=A-a2
......
Erroren=A-an
图4中a1......an表示在一个波束扫描期间的一组应答，每一次应答的目标方位和该组的方位平均值(A)相减，得到每一次的单脉冲偏差(e1到en)。
通过
多组这样的应答，累计相应SDR值的单脉冲偏差，统计所有SDR地址的偏差值，
将反映出单脉冲曲线的特性。
当这些偏差超过系统设定的参数门限时，在SLG产
生“Monopulse Detector Fault”，通道自动切换。
（四）单脉冲曲线优化
当雷达产生“Monopulse Detector Fault”告警，通道自动切换时，单脉冲性能变差，单脉冲曲线斜率增大。
而单脉冲曲线斜率与Σ接收支路幅相一致性息息相关。
Σ、接收支路幅相一致性变差将会影响值，使S曲线畸变，测量结果与实际目标角度出现偏差。
图5画出了 , ,对应的和差比单脉冲曲线,从中可以看出在工作过程中当和差支路接收机性能因温漂,老化等原因，可能引入幅相不一致产生的测量误差。
,斜率变大,偏差测量值偏小；，斜率变小,偏差测量值偏大。
图5 振幅和差单脉冲定向曲线
因更换新购接收机后，雷达通道自动切换得到了有效控制。
初步怀疑原接收机性能下降导致单脉冲曲线（S曲线）畸变，通道频繁自动切换。
由于雷达接收机各项测试指标均满足运行需求，雷达单脉冲曲线畸变可能为接收机和差通道幅相一致性变差导致。
因此，雷达技术人员在差接收机射频输入端外接一个移相器，通过改变差通道的相位，改变值，通过多次调整，单脉冲单脉冲曲线（S曲线）得到极大改善，详见图6。
雷达通道自动切换也得到有效控制。
图6 优化后的单脉冲曲线
（五）结束语
本文通过对INDRA二次雷达双通道频繁自动切换原因进行分析，得出INDRA 二次雷达和差接收机幅相位不一致，影响雷达目标方位角的测量，导致Monopulse Detector Fault，雷达通道自动切换。
同时针对雷达接收机幅相位不一致，在差通道接收机后端外界移相器，调整差通道接收机相位，有效控制了雷达通道频繁切换的问题。
参考文献
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【3】雷五成. 单脉冲雷达幅相不一致的影响和分析[J].电子对抗.2003
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