塔康地面臺功率下降故障分析

王芳　秦偉

【摘要】 塔康系統(tǒng)為大型電子設(shè)備，發(fā)射功率較高，在使用過程中，需要具備一定的故障排除經(jīng)驗(yàn)，才能確保設(shè)備的安全運(yùn)行。本文主要以發(fā)射機(jī)功率下降的故障為例，詳細(xì)介紹了塔康地面臺發(fā)射機(jī)的工作原理及其故障排除方法。

【關(guān)鍵詞】 塔康地面臺 發(fā)射機(jī) 功率下降

一、引言

塔康系統(tǒng)具有單臺定位、定位精度高等特點(diǎn)，是中近程軍用空中導(dǎo)航系統(tǒng)，也可以用于民用航空導(dǎo)航。系統(tǒng)由兩部分組成：塔康地面信標(biāo)臺和塔康機(jī)載設(shè)備。塔康地面臺為機(jī)載設(shè)備提供方位信號、距離應(yīng)答信號及識別信號，通常由天線、收發(fā)信機(jī)以及監(jiān)控器組成。為確保飛行安全，塔康地面信標(biāo)臺的正常工作尤為重要。

某機(jī)場所用的塔康地面臺的技術(shù)狀態(tài)代表了當(dāng)代國內(nèi)的最新水平，其中采用了多項(xiàng)新技術(shù)。包括近年來發(fā)展成熟的固態(tài)寬帶脈沖功放，數(shù)字電調(diào)諧接收機(jī)前端，全波段大陣列電子掃描天線，智能化監(jiān)控管理技術(shù)等。通常由天線、收發(fā)信機(jī)以及監(jiān)控器組成。根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)射機(jī)部分包括多個(gè)高頻組件，也是故障率較多的部分，因此熟練掌握發(fā)射機(jī)部分的工作特性以及故障排除經(jīng)驗(yàn)，對于確保塔康地面信標(biāo)臺正常工作至關(guān)重要。

二、故障現(xiàn)象

該設(shè)備在工作期間遠(yuǎn)程監(jiān)控參數(shù)突然出現(xiàn)功率值下降至1000W左右，設(shè)備機(jī)柜檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)2路功放指示燈不亮，相應(yīng)的功放電源指示燈也不亮，關(guān)機(jī)后檢查發(fā)現(xiàn)指示燈不亮的功放電源模塊上存在電阻燒毀現(xiàn)象。由于該設(shè)備使用多年，初步判斷為功放電源上的器件低效造成，更換損壞的功放電源，重新開機(jī)后工作正常。工作數(shù)日后，該現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生，且功率下降幅度更大，除了功放電源被燒毀外，功放模塊也存在燒毀痕跡。

三、故障分析

3.1 故障原因分析

造成塔康地面臺功率下降的原因通常包括頻率漂移、激勵器故障、功率分配器故障、功放組件放大效能降低、功放電源故障等等。本次故障中，監(jiān)測到的頻率值以及穩(wěn)定度均滿足技術(shù)指標(biāo)要求，排除頻率合成器故障的原因。將雙機(jī)的激勵器交換后，該故障仍然存在，因此判斷激勵器正常。

初步判斷為功放電源故障，造成功放組件頻繁燒毀。塔康地面臺設(shè)置有8個(gè)功放電源模塊，分別給8個(gè)功放組件供電，輸出電壓值為50V，如果輸出電壓過大很有可能引發(fā)部分器件過流過熱燒毀的現(xiàn)象。使用萬用表對功放電源的輸入輸出電壓進(jìn)行測量，均滿足要求，排除了功放電源故障的原因。由于功率分配器的裝配方式，拆卸十分困難，在設(shè)計(jì)上應(yīng)該屬于比較穩(wěn)定的部件，但功放組件頻繁燒毀代表著此次故障并不是單純的功放模塊效能下降造成的，功率分配不均衡，致使分配至個(gè)別功放組件的功率過大，很可能是引發(fā)功放模塊燒毀的主要原因。

3.2功率分配器

功率分配器（簡稱功分器）是塔康地面臺的一個(gè)重要組成部件，作為一種微波無源器件，用于功率的分配和功率的組合。在該系統(tǒng)中作為射頻前端的基礎(chǔ)器件，用于平衡功率放大器的輸入功率，對于確保功率放大器正常工作，發(fā)射功率穩(wěn)定可靠至關(guān)重要。微波功分器的主要實(shí)現(xiàn)形式有集總元件和傳輸線型，所用的微波傳輸線基本結(jié)構(gòu)有微帶線、帶狀線、同軸腔體等。同軸腔體功分器優(yōu)點(diǎn)是承受功率大，插入損耗小，缺點(diǎn)是輸出端駐波比較大，而且輸出端口之間沒有任何隔離，其最大的缺點(diǎn)是尺寸明顯比其它微波段功分器要大，不利于系統(tǒng)的小型化和集成化。微帶結(jié)構(gòu)的功分器雖然插入損耗稍大，但由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、性能穩(wěn)定、易于和其它有源電路元件兼容等優(yōu)點(diǎn)，在微波技術(shù)領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。塔康地面臺采用的功分器就是利用微帶線結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的任何一路微帶線出現(xiàn)斷開或其它損壞，就會造成該支路的特性阻抗發(fā)生改變，使得整個(gè)功率分配器的功率分配不均衡，導(dǎo)致個(gè)別功放組件的輸入功率過大，從而出現(xiàn)功放組件燒毀停止工作的現(xiàn)象。

四、故障處理及結(jié)果

在排除了功放電源、頻率漂移等各種原因后，技術(shù)人員將目光聚集在了功率分配器上，經(jīng)過復(fù)雜的拆卸過程，終于將功率分配器拆下，打開之后，很明顯地發(fā)現(xiàn)功率分配器2、6、7支路的微帶線出現(xiàn)斷開現(xiàn)象，通過簡單的阻值測量對比分析，確認(rèn)2、6、7支路的微帶線已經(jīng)損壞斷路，將功率分配器返廠維修恢復(fù)后，重新進(jìn)行安裝。

設(shè)備重新加電開機(jī)后恢復(fù)正常工作，發(fā)射功率滿足技術(shù)指標(biāo)要求，經(jīng)過多日的工作驗(yàn)證，再未發(fā)生功放組件燒毀，功率下降的現(xiàn)象，確定該故障排除。

五、結(jié)束語

為了確保安全，塔康地面臺通常為雙機(jī)備份體制，設(shè)置有兩路應(yīng)答器和兩路監(jiān)控器，但發(fā)射機(jī)的功率分配器等組件只有一路。對設(shè)置有備份的模塊進(jìn)行故障排除時(shí)，可以通過替換的方式快速地定位故障，沒有備份的模塊只能通過測試或理論分析來判斷，因此，設(shè)置備件是快速排除故障的有效保障。

作者簡介：

王芳 （1982— ），女，畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)，現(xiàn)在中國飛行試驗(yàn)研究院工作。

秦偉 （1981-- ），女，畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，現(xiàn)在中國飛行試驗(yàn)研究院工作。

參 考 文 獻(xiàn)

[1][塔康地面臺技術(shù)說明書] 電子工業(yè)部第二十研究所