CN107677996B - 一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法。本发明通过增加少量器件，利用雷达系统的最小探测距离时隙，完成了对工作状态分系统的在线检测。在检测出在线分系统出现故障时，可以将对应的备份分系统切换至在线分系统，而将该分系统切换为待维修分系统，提高了雷达系统的测试性和维修性，缩短了雷达系统出现故障时的故障定位，为后续的检测维修节省了时间资源，为机场监视一次雷达的可靠稳定工作提供技术保障。

Description

一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法
技术领域
本发明涉及机场监视一次雷达技术领域，具体是一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法。
背景技术
机场监视一次雷达作为雷达系统应用的一个重要领域，对于监控机场附近各种飞机的活动情况以及引导众多飞机的起降和航行具有至关重要的作用。机场监视一次雷达的应用领域决定了其需要连续不间断的工作，这就对雷达系统的各个组成部分提出了严苛的要求。传统的设计方案是在该雷达的关键分系统采用冗余设计，以增加整个雷达系统的可靠度。通常称处于在线工作状态的分系统为在线分系统，而处于在线热备份的分系统为备份分系统。在线分系统的正常工作可以保证雷达系统的正常工作。但对于要求连续不间断工作的机场监视一次雷达来说，除了在线分系统的正常工作之外，还要对备份分系统的工作状态进行定期或不定期的状态检测和判断，以确保在线分系统出现故障时可以顺利地切换至备份分系统，并且能够在备份分系统出现故障时及时通知维修人员进行维修更换，以保证雷达系统的连续不间断正常工作。因此，设计一种雷达系统的在线通道分系统的工作状态在线检测方法，完成对在线分系统的定期自动检测判断，以实现对于雷达系统工作状态的检测判断，同时完成备份通道的定期自动检测，当在线通道分系统出现故障不能正常工作时将其切换至已经确认状态正常的备份通道分系统，就成为机场监视一次雷达系统连续可靠工作的关键。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法。
技术方案
一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法，其特征在于在气象通道中增加环形器1、环形器2、测试喇叭、测试喇叭检测开关、频率综合器选择开关、负载1和负载2；备份状态的频率综合器B在CPI的第5个PRI输出测试激励信号，测试激励信号首先输入至频率综合器选择开关的2端，经该选择开关后至该开关的1端，然后输入至测试喇叭检测开关的2端，经过该检测开关后从该开关的1端输出；在经过环形器2的1端至2端后，输入至环形器1的3端，然后由1端输出至安装在反射面天线上的测试喇叭；该信号经过测试喇叭输出后，由空间耦合至高波束和低波束馈源；高波束信号由高波束馈源输出至高波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至高波束接收机A进行处理，高波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；低波束信号由低波束馈源输出至低波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至低波束接收机A进行处理，低波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；气象波束信号由高波束信号耦合得到，该信号经过气象高低波束选择开关、环形器1的2至3端、环形器2的2至3端、气象通道开关的1至2端进入气象通道接收机A进行处理，气象通道接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；其中信号处理机B备用。
有益效果
本发明提出的一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法，通过增加少量器件，利用雷达系统的最小探测距离时隙，完成了对工作状态分系统的在线检测，为雷达系统的连续可靠工作提供保证。在检测出在线分系统出现故障时，可以将对应的备份分系统切换至在线分系统，而将该分系统切换为待维修分系统，提高了雷达系统的测试性和维修性，缩短了雷达系统出现故障时的故障定位，为后续的检测维修节省了时间资源，为机场监视一次雷达的可靠稳定工作提供技术保障。
附图说明
图1雷达系统工作状态的在线通道检测方法原理图
图2在线工作的频率综合器A和和备份的频率综合器B的发射激励时序示意图
图3信号传输示意图
具体实施方式
针对机场监视一次雷达连续不间断工作的应用要求，本发明在传统的雷达系统设计基础上，通过增加少量的元器件，主要利用已有的元件、部件，通过在设计雷达系统工作时序时增加专用的对于在线通道的定期在线检测，即在系统处理的时隙利用备份通道的频率综合器输出检测信号以判断在线通道的分系统是否工作正常。通过该方法实现了对在线通道分系统工作状态的判断，为雷达系统是否可靠工作以及在线分系统出现故障时的切换动作提供了依据。本发明实现的用于雷达系统工作状态的在线通道检测方法原理如图1所示。
通常的机场监视一次雷达系统，会配备有低波束接收机、高波束接收机和气象波束接收机部件。雷达系统在工作时，天馈线系统将接收到的低波束射频信号、高波束射频信号和气象波束射频信号分别输入至与上述对应的三路接收机进行处理，经三路接收机处理后的中频信号分别输入至信号处理机进行处理，信号处理机会将处理结果送入终端显控单元进行显示，并且信号处理机接收终端显控单元的手动控制或程序的自动控制。相对于高波束接收机和低波束接收机处理的快变目标，气象波束接收机处理的气象回波相对变化比较缓慢。根据雷达系统的实际使用情况，雷达系统的最小作用距离为1km，即雷达系统在1km内并不对出现的目标进行检测。对于雷达系统来说，该距离对应的时间为6.66μs。本发明正是基于这一应用实际，在定期的时间间隔利用备份通道频率综合器发射检测信号，提出了一种适用于在线通道分系统的工作状态在线检测和故障上报的方法，为雷达系统的工作状态判断提供依据。如图1所示，通过在气象通道中增加环形器1和环形器2，增加测试喇叭、测试喇叭检测开关、频率综合器选择开关、负载1、负载2等部件，在频率综合器内增加满足时序要求的5μs发射激励测试信号，在信号处理机中增加对这一需要检测信号的处理以及对测试喇叭检测开关的控制、对频率综合器选择开关的控制和终端的状态检测结果显示，实现了雷达系统工作状态的在线通道检测。虚线框内是实现本发明增加的主要部件。
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
根据雷达系统的实际使用情况，雷达系统的最小作用距离为1km，即雷达系统在1km内并不对出现的目标进行检测，该距离对应的时间为6.66μs，除去发射脉冲宽度占用的1μs时间，还有5.66μs可用。本发明利用其中的5μs完成对雷达系统工作状态的在线通道检测。下面以双冗余雷达系统中的A通道为在线通道工作为例，详细说明本发明的具体实施方法。
由于本发明所应用的雷达系统的相参处理间隔(通常简称为CPI)为8个脉冲重复周期(通常简称PRI)，本发明在实现时，CPI的前4个PRI已分配至进行系统中的其它功能检测，故在CPI的第5个PRI进行工作状态的在线通道检测。考虑到实际使用情况，每间隔1小时在一个CPI中进行一次相同的检测流程。
在线工作状态的频率综合器A(因为这里考虑雷达系统中的A通道处于在线工作状态)和备份状态的频率综合器B的发射激励时序如图2所示。当A通道为在线通道时，各开关和环形器中的信号传输如图3所示。如图2所示，在CPI的第5个PRI起始，处于工作状态的频率综合器A首先输出1μs射频激励脉冲。然后，频率综合器B输出测试激励信号。如图3所示，虚线表示频率综合器B发射的激励检测信号的传输，点划线表示三个接收通道的接收信号传输。下面对测试信号的传输，即对于在线工作状态的分系统进行在线测试的方法进行说明。
频率综合器B输出的测试激励信号首先输入至频率综合器选择开关的2端，经该选择开关后至该开关的1端，然后输入至测试喇叭检测开关的2端，经过该检测开关后从该开关的1端输出。在经过环形器2的1端至2端后，输入至环形器1的3端，然后由1端输出至安装在反射面天线上的测试喇叭。该信号经过测试喇叭输出后，由空间耦合至高波束和低波束馈源。高波束信号由高波束馈源输出至高波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至高波束接收机A进行处理，高波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常。低波束信号由低波束馈源输出至低波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至低波束接收机A进行处理，低波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常。气象波束信号由目标高波束进行耦合得到。该信号经过气象高低波束选择开关、环形器1的2至3端、环形器2的2至3端、气象通道开关的1至2端进入气象通道接收机A进行处理，气象通道接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常。这里需要说明的是，三路回波信号，高波束、低波束、气象波束的中频信号均送入信号处理机A和信号处理机B进行处理，但仅信号处理机A的处理结果有效，信号处理机B的处理是防止信号处理机A出现故障而要切换至信号处理机B准备的。

Claims (1)

1.一种用于雷达系统工作状态的在线检测方法，其特征在于在气象通道中增加环形器1、环形器2、测试喇叭、测试喇叭检测开关、频率综合器选择开关、负载1和负载2；备份状态的频率综合器B在CPI的第5个PRI输出测试激励信号，测试激励信号首先输入至频率综合器选择开关的2端，经该选择开关后至该开关的1端，然后输入至测试喇叭检测开关的2端，经过该检测开关后从该开关的1端输出；在经过环形器2的1端至2端后，输入至环形器1的3端，然后由1端输出至安装在反射面天线上的测试喇叭；该信号经过测试喇叭输出后，由空间耦合至高波束和低波束馈源；高波束信号由高波束馈源输出至高波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至高波束接收机A进行处理，高波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；低波束信号由低波束馈源输出至低波束通道开关的1端，然后由该开关的2端输入至低波束接收机A进行处理，低波束接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；气象波束信号由高波束信号耦合得到，该信号经过气象高低波束选择开关、环形器1的2至3端、环形器2的2至3端、气象通道开关的1至2端进入气象通道接收机A进行处理，气象通道接收机A处理后的中频信号分别输入至信号处理机A和B进行处理，以判断在线工作的A通道的分系统是否工作正常；其中信号处理机B备用。
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