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摘 要：本文通过对民航Thales二次雷达的TSF卡故障现象的分析与排查，完成了TSF卡故障修复，解决了因TSF卡故障雷达无目标输出的问题；并归纳出如何通过板卡的功能与信号流程排查板卡故障并进行修复的方法，为民航业内解决类似设备故障提供方法与经验。
关键词：二次雷达；Thales雷达；TSF卡；时标系统
Abstract： In this paper we provide a method to solve the fault of Thales secondary surveillance radar Time Stamping Function（TSF） for civil aviation with investigation and analysis， completed fault repair of TSF， solve problem of no output target； and summed up TSF machine fault of investigation and repair method through equipment function and signal process， providing methods and experiences for reference to resolve similar failure in the civil aviation industry.
Keywords： secondary surveillance radar； Thales radar； Time Stamping Function； The Time Stamping System
1.引言
随着民航迅猛的发展，空中交通管制越来越繁忙。民航二次雷达作为雷达管制关键的设备之一，面临的风险也越来越高。在失去雷达监视下进行空中管制，风险可想而知。
湛江Thales二次雷达由法国Thales公司生产，在空中管制中发挥了重大作用。但Thales雷达易遭雷击，每年夏季湛江频发雷雨天气，雷达保障工作压力山大。本文主要介绍一次Thales雷达TSF卡遭雷击故障修复的过程。技术人员通过对TSF卡的故障现象深入分析，在研究板卡信号流程及相关IC芯片资料基础上，独立修复了TSF卡，并总结出一些修复故障板卡的经验与方法。
2.TSF卡（时标卡）结构及功能概述
湛江Thales雷达双通道冗余配置，只需一个通道正常，便能对外提供雷达信号。TSF（Time Stamping Function）系统属于Thales雷达其中一个功能模块，由以下两部分组成：
（1）1个GPS时钟接收机（附室外GPS天線）；
（2）2块TSF卡，每个雷达通道各一块。
图2.1为TSF卡信号I/O图，TSF卡接收GPS时钟（外部时钟）接收机送来的串口时间信号与ADU单元（雷达天线方位分配单元）提供的ACP（方位时钟脉冲）、ARP（方位参考脉冲）信号，经过处理后给雷达DPC（数据处理器）提供附有时间标志的雷达天线方位角信息。TSF卡还将告警信息（Alarm）反馈到远程监控系统RCMS上。如果GPS接收机无法提供时间信号或信号有缺陷，TSF卡会立即切换到内部时钟，当外部时钟恢复正常时，再切换回外部时钟。若TSF卡故障，则对应雷达通道没有目标输出。
3.TSF卡故障分析及排查修复
3.1 TSF卡故障现象
TSF卡遭雷击后，雷达远程监控软件RCMS显示2块TSF卡均故障，GPS时钟接收机故障，且雷达显示系统没有雷达目标输出。
3.2 故障分析
雷击后，GPS时钟接收机已确认故障，故没有时间信号输出到2块TSF卡。若TSF卡免遭雷击，在失去外部时钟时，会自动切换到内部时钟工作，不会无雷达目标输出。因此，推断出雷电感应电流沿着GPS接收机室外天线下来烧坏GPS接收机，然后沿着GPS时钟信号线路进入TSF卡，并烧坏TSF卡。
3.3故障排除及修复
（1）TSF卡电路高度集成化，没有详细的电路图，也没有维修平台，只能离线检修，很多仪表都派不上用场；先从信号流程图下手，因为雷击感应电流是跟着信号线走的，最有可能就是该信号线上的元器件烧坏。
（2）TSF卡信号流程图（如图3.3.1），查找GPS时钟信号可能经过的元器件。首先从观感上入手，沿着GPS时钟信号走线，没有发现元器件烧焦的痕迹。然后用万用表检测各个器件，也没有发现故障元件。除IC芯片外的元件（如电阻、电感、电容、二极管、三极管等）均容易判断好坏，最有可能就是IC芯片烧坏，但在离线条件下，芯片很难判断好坏。
（3）看图3.3.1，研究GPS时钟信号在TSF卡中走向，分析其路径所经过的各IC芯片资料，推断出GPS时钟信号大概路径：GPS时钟信号Rx1信号先输入到TSF卡的四路接收器芯片SN75189AN（图3.3.1中Message Validation and Selection模块），经过处理后输出到双路异步接收器/发射器芯片SC26C92C1A（图3.3.1中Clock1、Clock2模块），最后送到TSF卡微处理器处理。
（4）IC芯片结构与功能
1）四路接收器SN75189AN
SN75189AN的逻辑图如图3.3.2，最大允许四路信号输入，并提供四路输出端口。此芯片接收异步串行时钟数据或IRIG-B型时钟信号，在TSF卡中作为GPS时钟接收机与TSF卡的接口。在Thales雷达中，TSF卡输入的是异步串行时钟数据。
2）双通道异步接收器/发射器
SC26C92C1A电路图如图3.3.3，双路全双工异步接收器/发射器，直接与微处理器连接，作用是接收IC芯片SN75189AN送来的时钟信号（外部时钟），或通过自身的计数器/定时器产生内部时钟，处理后输出到微处理器。值得注意的是，计数器/定时器一直在跟踪外部时钟，若外部时钟信号中断，即为TSF卡提供内部时钟信号。
（5）将TSF卡信号流程图与IC芯片SN75189AN、SC26C92C1A原理图结合起来分析。SN75189AN接收GPS时钟接收机送来的时间信号，若此芯片烧坏，则没有GPS时钟信号输出，而SC26C92C1A将切换到内部时钟工作，雷达应该有目标输出的，这与实际故障现象不符，因此推断这两块芯片均已烧坏。实际上，更换这两块芯片后，雷达恢复正常工作。
4. 结语
Thales雷达TSF卡电路高度集成化，无法理清电路图，又没有维修平台，仪器难以发挥大作用，故障维修显得困难重重。面对这种情况，首先，从板卡功能与信号流程着手，弄清楚板卡的输入输出信号，以及信号的传输处理需要哪些IC芯片或其它器件来实现。其次，结合故障现象，大胆推测故障可能出现在哪些功能芯片或模块上，且小心论证自己的观点。最后，就是大胆尝试更换各功能模块或芯片，多实验才会出真知。
参考文献
[1]Thales雷达设备手册
[2]SN75189AN资料说明书
[3]SC26C92C1A资料说明书
关键词：二次雷达；Thales雷达；TSF卡；时标系统
Abstract： In this paper we provide a method to solve the fault of Thales secondary surveillance radar Time Stamping Function（TSF） for civil aviation with investigation and analysis， completed fault repair of TSF， solve problem of no output target； and summed up TSF machine fault of investigation and repair method through equipment function and signal process， providing methods and experiences for reference to resolve similar failure in the civil aviation industry.
Keywords： secondary surveillance radar； Thales radar； Time Stamping Function； The Time Stamping System
1.引言
随着民航迅猛的发展，空中交通管制越来越繁忙。民航二次雷达作为雷达管制关键的设备之一，面临的风险也越来越高。在失去雷达监视下进行空中管制，风险可想而知。
湛江Thales二次雷达由法国Thales公司生产，在空中管制中发挥了重大作用。但Thales雷达易遭雷击，每年夏季湛江频发雷雨天气，雷达保障工作压力山大。本文主要介绍一次Thales雷达TSF卡遭雷击故障修复的过程。技术人员通过对TSF卡的故障现象深入分析，在研究板卡信号流程及相关IC芯片资料基础上，独立修复了TSF卡，并总结出一些修复故障板卡的经验与方法。
2.TSF卡（时标卡）结构及功能概述
湛江Thales雷达双通道冗余配置，只需一个通道正常，便能对外提供雷达信号。TSF（Time Stamping Function）系统属于Thales雷达其中一个功能模块，由以下两部分组成：
（1）1个GPS时钟接收机（附室外GPS天線）；
（2）2块TSF卡，每个雷达通道各一块。
图2.1为TSF卡信号I/O图，TSF卡接收GPS时钟（外部时钟）接收机送来的串口时间信号与ADU单元（雷达天线方位分配单元）提供的ACP（方位时钟脉冲）、ARP（方位参考脉冲）信号，经过处理后给雷达DPC（数据处理器）提供附有时间标志的雷达天线方位角信息。TSF卡还将告警信息（Alarm）反馈到远程监控系统RCMS上。如果GPS接收机无法提供时间信号或信号有缺陷，TSF卡会立即切换到内部时钟，当外部时钟恢复正常时，再切换回外部时钟。若TSF卡故障，则对应雷达通道没有目标输出。
3.TSF卡故障分析及排查修复
3.1 TSF卡故障现象
TSF卡遭雷击后，雷达远程监控软件RCMS显示2块TSF卡均故障，GPS时钟接收机故障，且雷达显示系统没有雷达目标输出。
3.2 故障分析
雷击后，GPS时钟接收机已确认故障，故没有时间信号输出到2块TSF卡。若TSF卡免遭雷击，在失去外部时钟时，会自动切换到内部时钟工作，不会无雷达目标输出。因此，推断出雷电感应电流沿着GPS接收机室外天线下来烧坏GPS接收机，然后沿着GPS时钟信号线路进入TSF卡，并烧坏TSF卡。
3.3故障排除及修复
（1）TSF卡电路高度集成化，没有详细的电路图，也没有维修平台，只能离线检修，很多仪表都派不上用场；先从信号流程图下手，因为雷击感应电流是跟着信号线走的，最有可能就是该信号线上的元器件烧坏。
（2）TSF卡信号流程图（如图3.3.1），查找GPS时钟信号可能经过的元器件。首先从观感上入手，沿着GPS时钟信号走线，没有发现元器件烧焦的痕迹。然后用万用表检测各个器件，也没有发现故障元件。除IC芯片外的元件（如电阻、电感、电容、二极管、三极管等）均容易判断好坏，最有可能就是IC芯片烧坏，但在离线条件下，芯片很难判断好坏。
（3）看图3.3.1，研究GPS时钟信号在TSF卡中走向，分析其路径所经过的各IC芯片资料，推断出GPS时钟信号大概路径：GPS时钟信号Rx1信号先输入到TSF卡的四路接收器芯片SN75189AN（图3.3.1中Message Validation and Selection模块），经过处理后输出到双路异步接收器/发射器芯片SC26C92C1A（图3.3.1中Clock1、Clock2模块），最后送到TSF卡微处理器处理。
（4）IC芯片结构与功能
1）四路接收器SN75189AN
SN75189AN的逻辑图如图3.3.2，最大允许四路信号输入，并提供四路输出端口。此芯片接收异步串行时钟数据或IRIG-B型时钟信号，在TSF卡中作为GPS时钟接收机与TSF卡的接口。在Thales雷达中，TSF卡输入的是异步串行时钟数据。
2）双通道异步接收器/发射器
SC26C92C1A电路图如图3.3.3，双路全双工异步接收器/发射器，直接与微处理器连接，作用是接收IC芯片SN75189AN送来的时钟信号（外部时钟），或通过自身的计数器/定时器产生内部时钟，处理后输出到微处理器。值得注意的是，计数器/定时器一直在跟踪外部时钟，若外部时钟信号中断，即为TSF卡提供内部时钟信号。
（5）将TSF卡信号流程图与IC芯片SN75189AN、SC26C92C1A原理图结合起来分析。SN75189AN接收GPS时钟接收机送来的时间信号，若此芯片烧坏，则没有GPS时钟信号输出，而SC26C92C1A将切换到内部时钟工作，雷达应该有目标输出的，这与实际故障现象不符，因此推断这两块芯片均已烧坏。实际上，更换这两块芯片后，雷达恢复正常工作。
4. 结语
Thales雷达TSF卡电路高度集成化，无法理清电路图，又没有维修平台，仪器难以发挥大作用，故障维修显得困难重重。面对这种情况，首先，从板卡功能与信号流程着手，弄清楚板卡的输入输出信号，以及信号的传输处理需要哪些IC芯片或其它器件来实现。其次，结合故障现象，大胆推测故障可能出现在哪些功能芯片或模块上，且小心论证自己的观点。最后，就是大胆尝试更换各功能模块或芯片，多实验才会出真知。
参考文献
[1]Thales雷达设备手册
[2]SN75189AN资料说明书
[3]SC26C92C1A资料说明书