一、应用背景
有源相控阵雷达,TR组件是核心部分,位于天线和信号合成/分解网络之间,根据外部控制信号对微波信号进行放大、移相和衰减。TR组件的供电系统,某所采用的是1kHz的DC-DC脉冲电源,通过改变脉冲信号的占空比来调节供电功率的大小。整体供电系统见图1:
图1 雷达供电系统
现方案没有对TR组件的健康状态进行管理。由TR模块电源直接对TR组件进行供电,对供电的质量是否可靠没有进行直观有效的监控,导致TR组件的工作状态未知。
二、改进方案
在每一个TR组件供电的回路上,增加一只AN4V电路传感器,采集TR组件的供电质量。由于TR组件供电为脉动电流,通过电流传感器采集,其输出为脉动电压;通过滤波电路,传感器输出的脉动电压转换成直流电压;把直流电压反馈到TR电源模块的FPGA或DSP中,进行AD转换、信号处理,可以实时监控TR组件的供电质量;再通过集中控制系统,可以监控雷达上每一路TR组件的供电质量。
改进方案可以带来两个优势。其一是雷达健康状态管理:当单路TR组件的供电质量出现问题,可以快速准确识别出来,进行故障排查,提高效率。其二是自检功能:当雷达开机后,通过扫描每一路TR组件的供电质量,对雷达进行自检,某所可以做到200ms左右完成一个TR组件的自检,提升雷达自检的效率和准确性。
改进后的拓扑图见图2.
图2 改进的雷达供电系统
三、雷达用到的电流电压传感器
在一次侧PFC电源部分,功率大,用到百安级别的电流传感器,通常采用穿孔式的闭环电流传感器;电压传感器的需求,根据系统设计不同,一般在1000V以内。
在TR电源组件模块中,对体积和重量有很高的要求,某所选用了AN1V系列电流传感器作为模块的输入电流检测;如果进行健康状态管理,增加了AN4V电流传感器。