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DEPARTAMENTO DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO MANUTENÇÃO DE RADAR RSM970S RAD013 DISCIPLINA 6 – PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA MENSAL DO RADAR RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S Departamento de Controle do Espaço Aéreo – DECEA 2017 Curso de Manutenção de Radar RSM970S RAD013 Disciplina: Teoria de Radar Secundário Organização e elaboração do conteúdo (2015): Rosevelt Souza Valente CAP QOEA COM – CINDACTA III Itamar Alves ferreira SO BET – DTCEA-SM Miller de Freitas Barata 1S BET – CINDACTA III Gleidson de Souza Soares 1S BET – DTCEA – FN Revisão (2017): Uraci Ferreira Nogueira SO BET – CINDACTA II Fábio Sampaio Peres 1S BET – CINDACTA II 2 / 19 O presente trabalho foi desenvolvido para uso didático, em cursos que são oferecidos pelo Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA). O seu conteúdo é fruto de pesquisa em fontes citadas na referência bibliográfica, e que o(s) autor(es)/revisor(es) acreditam ser confiáveis. No entanto, nem o DECEA, nem o(s) autor(es)/revisor(es) garantem a exatidão e a atualização das informações aqui apresentadas, rejeitando a responsabilidade por quaisquer erros e/ou omissões. RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S APRESENTAÇÃO: Este material didático corresponde à disciplina Procedimentos de Manutenção Preventiva Mensal do Radar. O material foi elaborado a partir de assuntos selecionados especialmente para orientar sua aprendizagem. A seguir você conhecerá os objetivos que deverá alcançar ao final da disciplina/unidade e os conteúdos que serão trabalhados. OBJETIVOS: • descrever o sistema de ventilação do Processador Interrogador Receptor (IRP) e do Transmissor/ Receptor – TX/RX (Cp); • descrever a comutação dos transmissores por meio do RCMS ou do CBP (Cp); e • identificar a performance do monopulso por meio da curva Off Boresight Angle (OBA) no IRIS (Cp). EMENTA: Procedimentos de Manutenção Preventiva Mensal do Radar: sistema de ventilação; comutação dos transmissores; e performance do OBA. 3 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S UNIDADE 1 PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA MENSAL DO RADAR A manutenção preventiva mensal, assim como a diária, ocorre em nível orgânico. Ou seja, é caracterizada pelas intervenções elementares e de baixo grau de complexidade técnica e é realizada no local de funcionamento do equipamento. 1.1. Sistema de Ventilação Pontos importantes a serem observados pelo mantenedor radar são o sistema de ventilação e o sistema de resfriamento da sala de equipamento (climatização). A sala onde o radar está instalado deve possuir um ambiente climatizado, com temperatura constante em torno de 20ºC. A inobservância dessa recomendação pode gerar um mau funcionamento dos sistemas informatizados do radar. Além disso, o RSM970S possui sistemas de ventilação que transferem o ar refrigerado do ambiente para o interior dos equipamentos. O bastidor do radar possui duas gavetas de ventilação (figura 1), assim localizadas: • uma abaixo dos módulos de transmissão e recepção (TX/RX); e • uma abaixo das cartas de processamento radar (IRP). 4 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S Essas gavetas possuem, cada uma, três ventiladores com sensor de rotação. A falha de pelo menos um dos ventiladores acarretará a indisponibilidade do canal. As unidades de ventilação (figura 2) incluem um filtro de pó (item 1) localizado no painel frontal. Dentro da unidade do ventilador encontram-se 03 ventiladores (item 2) localizados na parte superior da gaveta e 03 módulos de alarme. Adicionalmente, para a unidade de ventilação TX/RX, há um filtro de pó localizado no painel traseiro (item 4) e uma tampa superior (item 3) para guiar o fluxo de ar para equipamentos que têm de ser resfriados. 5 / 19 Figura 1: Gavetas de Ventilação do IRP e do TX/RX. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S A ventilação dos equipamentos é desempenhada por: • uma unidade de ventilação TX/RX, utilizada para resfriar o transmissor e o receptor; e • uma unidade de ventilação IRP, utilizada para esfriar a gaveta IRP. Nota: Os equipamentos da fonte de alimentação possuem seus próprios ventiladores. O ar refrigerado entra no gabinete através do painel dianteiro, passando por um filtro de poeira. Em seguida, é conduzido verticalmente para resfriar os equipamentos, especialmente os radiadores no TX e, depois, enviado ao exterior pela parte traseira do gabinete I/R. Cada unidade de ventilação é alimentada com 230VAC, fornecidos pelo Gabinete de distribuição de energia (AE2000). Elas transmitem seu status através da DCS (Direct Current Power Supply) para o MMX (Mode S Modulator eXtractor). Cada ventilador é monitorado por um módulo de alarme. Caso um desses ventiladores não esteja operando corretamente por efeito hall, o módulo de alarme associado a ele transmitirá seu status através de um contato seco GO/ NOGO, da seguinte forma: • GO: loop (circuito) fechado • NOGO: loop (circuito) em aberto • Default: em aberto Os três loops secos (3 ventiladores por unidade de ventilação) pertencentes à mesma unidade (TX/RX ou IRP) são conectados em série na DCS, para fazer um único circuito ligado ao MMX, sendo: 6 / 19 Figura 2: Gavetas de Ventilação do IRP e do TX/RX. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S • GO: todos os circuitos fechados • NOGO: pelo menos um loop seco em aberto • Default: aberto A tensão utilizada pelo MMX para monitorar os circuitos secos é de 12 VDC. O monitoramento da temperatura é desempenhado pelo interruptor térmico S2 (alarme de temperatura), que deve, através do DCS, informar ao MMX (e respectivamente ao IRC) o status do alarme de temperatura do gabinete I/R. O switch térmico controla um loop seco da seguinte forma: • O loop seco é aberto quando a temperatura excede o limite máximo (60 °C). • O loop seco é fechado quando a temperatura fica abaixo do limite mínimo (40 °C). • A tensão utilizada pelo MMX (e IRC, respectivamente) para acompanhar os loops secos é 12VDC (figura 3). A proteção térmica é desempenhada pelo switch térmico S10 (limiar de falha), associado ao relé K11. Ela deve evitar o risco de incêndio em caso de aumento excessivo da temperatura no interior do gabinete I/R. O funcionamento do circuito de proteção térmica acontece na seguinte forma: 7 / 19 Figura 3: Sensor Térmico. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S • O transformador T1 fornece 24VAC. • O switch térmico S10 abre quando a temperatura ultrapassa o limiar de falha de temperatura (85°C). • O relé K11 é desenergizado, cortando os 230VAC. • DS2 está acesa se S10 está na posição “T° alarm”. O reset manual do alarme de temperatura T° alarm é feito pressionado-se o botão amarelo localizado na chave ação manual. Em seguida, é necessário reenergizar o gabinete I/R (figura 4). 1.2. COMUTAÇÃO DOS TRANSMISSORES ATRAVÉS DO RCMS OU CBP Os procedimentos para a comutação dos transmissores do radar RSM970S ocorrem de três formas distintas: • utilizando o software RCMS; • utilizando o software CBP; e 8 / 19 Figura 4: Protetor Térmico. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S • através da ocorrência de pane do canal online. O técnico pode manipular os softwares RCMS e CBP a fim de enviar solicitações de comutação em tempo real ou comutação programada. A comutação programada possibilita a definição de uma periodicidade para a comutação (cold switchover). O comando via software para comutação de canal do radar é enviado para o DPC (Data Processor Computer) do RSM970S, através de uma switch de controle e supervisão via cabo de dados padrão ethernet. No DPC, a solicitação é processada e enviada ao respectivo MMX, e este comandará o processo eletromagnético de comutação na RFU (RF Transfer Unit). Durante a comutação de canais a RFU é a unidade responsável por habilitar a transmissão (TX) e a recepção (RX) do canal que se deseja colocar em operação.Mais especificamente, essa função é executada pela RF switch, que faz o chaveamento das 3 vias de sinal para o canal que entrará em operação. O controle da RFU é realizado através de um relé, que faz o chaveamento (manual ou automático) entre os IRCB (Interrogator Receiver CaBinet) e o controle da RF switch; e uma fonte dedicada de 12VDC, que alimenta o MMX para a execução dessa função. O MMX formata o pulso de 12V da fonte para transmiti-lo à bobina da RF switch, de maneira a posicionar e travar as conexões necessárias na posição adequada.(figura 5). 9 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S A supervisão é feita através de um relé, que envia as indicações de falhas por meio do seu contato seco com terra comum para ambos os canais (IRCB 1, IRCB 2). Tais indicações são: • aberto = standby (caminho da RF ligado à carga); e • fechado = online (caminho da RF ligado à antena). Cada RF switch controla um contato seco auxiliar, mecanicamente ligado aos contatos principais. Esse contato seco, quando fechado, indica que o canal está ligado à antena e, quando aberto, indica que o canal está ligado à carga. As RF switches são, concomitantemente, conectadas aos MMXs. Os contatos secos internos à RF switch que são responsáveis pela comutação não permitem uma corrente superior a 10mA. Cada RF switch biestável é monitorada e controlada por ambos os canais, o que permite realizar a transição de um canal para o outro automaticamente em caso de falha. As funções de RF (comutação, isolação e ajuste de fase) são executadas pela unidade de transferência de RF (RFU). 10 / 19 Figura 5: Diagrama da RFU. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S Os sinais de RF (Σ e Ω) provenientes do transmissor são dirigidos, respectivamente, aos relés Σ e Ω, estando o duplexador a cargo de evitar que o sinal da transmissão seja direcionado para a recepção. O relé RF pode direcionar a transmissão de sinais tanto para a antena quanto para a carga. A carga Σ foi projetada para absorver 200W de potência e a carga Ω para 10W de potência. Os sinais de RF (Σ, Ω e ∆) provenientes da antena são dirigidos, respectivamente, para os relés de RF (Σ, Ω e ∆). Tais relés conectam a unidade de recepção de sinais à antena ou à carga. Na comutação de RF, cada relé biestável é controlado e monitorado por ambos os canais, sendo que, em caso de pane, é feita a transição automática de RF de um canal para o outro. 1.3. Performance do Radar Através do Sinal da OBA no IRIS Para determinar a localização azimutal de um alvo, o radar RSM970S utiliza a tecnologia “monopulso”. A técnica monopulso necessita de dois diagramas de recepção distintos: soma (Σ) e diferença (Δ). Através da relação de fase entre esses diagramas é gerada uma curva gráfica denominada OBA (Off-Boresigth Angle). A forma ideal dessa curva é uma reta diagonal inclinada para a esquerda com arredondamento nas extremidades, lembrando que a metade superior deve ser simétrica à metade inferior conforme a figura 6. 11 / 19 Figura 6: Curva OBA. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S Caso a curva OBA esteja fora do padrão apresentado na figura 6, deve-se proceder com sua regulagem. Um dos itens de manutenção preventiva previsto é a verificação dessa curva. Tal verificação é realizada na janela “reply report” – “OBA DIAGRAM” no IRIS. Nota: A linha selecionada na tela deve ser a do canal on line. Normalmente a verificação da curva OBA é realizada sobre a baliza. Quando a curva em questão não está em conformidade, ela deve ser ajustada. O ajuste se faz no defasor localizado no RFU, na parte traseira do canal 1 do RSM970S (figura 7). 1.4. Considerações finais Nesta disciplina foram abordados assuntos referentes a manutenção preventiva mensal do RSM970S. Na disciplina 7, serão abordados assuntos referentes a manutenção preventiva semenstral do RSM970S. 12 / 19 Figura 7: Defasor. Fonte: Thales, 2007 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S 1.5. Lista de Abreviações AA 2000–A...........................Antenna Control Cabinet with Automatons (in french Armoire Anten- ne avec Automates) AA 2000 NGB.......................Antenna Control Cabinet New Generation evolution B (in french Ar- moire Antenne nouvelle génération évolution B) AC.........................................Alternating Current ACAS....................................Airborne Collision Avoidance System ACP.......................................Azimuth Change Pulse AC/RC...................................All–Call/Roll–Call ACU......................................Acquisition and Control Unit ADLP....................................Air Data Link Processor AE2000R...............................Power Distribution Cabinet (in french Armoire Energie) AICB.....................................Air–Initiated Comm–B ARP.......................................Azimuth Reference Pulse AS909....................................Secondary radar antenna ASTERIX..............................All purpose STructured Eurocontrol suRveillance Information eX- change ATC.......................................Air Traffic Control ATCC.....................................Air Traffic Control Centre ATN.......................................Aeronautical Telecommunication Network ATS........................................Air Traffic Service BDS.......................................Comm–B Data Selector BIT........................................Built–In Test BITE......................................Built–In Test Equipment CBP.......................................CaBinet Parameters CC.........................................Cluster Controller CDP.......................................Cluster Dependent Parameters CMP......................................Cluster Management Parameters COTS.....................................Commercial Off The Shelf CPU.......................................Central Processing Unit CSCI......................................Computer Software Configuration Item DACF....................................Discrete Acquisition & Control Function dBm.......................................The dBm is the unit of absolute power related to 1 milliwatt DC.........................................Direct Current DCS.......................................Direct Current Power Supply DF..........................................Downlink Format DLK.......................................DataLinK DPC.......................................Data Processor Computer DPC–CB................................DPC located in CaBinet DPC–PC................................DPC Personal Computer DPC–SLI...............................DPC Serial Line Interface DPSK.....................................Differential Phase Shift Keying DRU......................................Data Regrouping Unit DTE.......................................Data Terminal Equipment EA2000 NGB........................Antenna drive mechanism (in French Entrainement Antenne) ELM......................................Extended Length Message EMC......................................ElectroMagnetic–Compatibility 13 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S ESM.......................................Enhanced Surveillance Management FIFO......................................First In First Out FRUIT...................................False Replies Unsynchronised In Time FU..........................................Functional Unit GDLP....................................Ground Data Link Processor GICB.....................................Ground–Initiated Comm–B GPS.......................................Global Positioning System HDLC....................................High level Data Link Control HF..........................................High Frequency ( < 1 GHz) HPA.......................................High Power Amplifier I/R..........................................Interrogation/Reception IBIS.......................................Indicator of Radar InformationSystem – BIS (IRIS second generati- on) ICAO.....................................International Civil Aviation Organization ICD........................................Interface Control Document IDSC......................................Cartão Integrado de Diagnóstico do Sistema IEC........................................International Electrotechnical Committee IF...........................................Intermediate Frequency II............................................Interrogator Identifier (allow an aircraft to recognise the source of in- dividual interrogations) IISLS.....................................Improved Interrogation Side Lobe Suppression IP...........................................Internet Protocol IRF.........................................Interrogation Rate Frequency IRIS.......................................Indicator of Radar Information System IRP.........................................Interrogator Reply Processor ISLS.......................................Interrogation Side Lobe Suppression JTA........................................Rotary Joint (in french Joint Tournant) LAN.......................................Local Area Network LAPB.....................................Link Access Protocol Balanced LD.........................................Local Display LINES...................................Link Interface Node for External Systems LLT........................................Long Loop Test LO.........................................Local Oscillator LRU.......................................Line Replaceable Unit LSB.......................................Least Significant Bit LTC........................................Local Time Coordinated LTM.......................................Local Technical Maintenance LU.........................................Local User LVA.......................................Large Vertical Aperture MDR......................................Mode S Receiver MMX.....................................Mode S Modulator eXtractor MRC......................................Mode S Radar Communication MRP......................................Mode S Radar Processing MSB......................................Most Significant Bit MSP.......................................Mode S Specific Protocol MSSR....................................Monopulse Secondary Surveillance Radar NM........................................Nautical Mile, unit of distance (1852 metres) NMP......................................Network Monitoring Protocol 14 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S NTIA.....................................National Telecommunications and Information Administration NTPS.....................................Network Time Processor Server OBA......................................Off Boresight Angle OH.........................................Operator Handbook OP..........................................Operational Parameter PSR........................................Primary Surveillance Radar QRSLS..................................Quantized video signal with side lobe suppression RCMS....................................Remote Control and Monitoring System RF..........................................Radio Frequency RFUc.....................................RF Transfer Unit – compact rms.........................................root meansquare rpm........................................revolution per minute RPS........................................Radar Parameter Set RSLS.....................................Reception Side Lobe Suppression RSM......................................Radar Secondary Monopulse RTBA....................................Real Time BITE Analysis RX.........................................Receiver SAC.......................................System Area Code SCF........................................Surveillance Coordination Function SCN.......................................Surveillance Coordination Network SCSI......................................Small Computer System Interface SDPT.....................................Site Dependent Parameter Tool SI...........................................Surveillance Identifier SIC.........................................System Identification Code SLI.........................................Serial Line Interface SLM.......................................Standard Length Message SM.........................................Site Monitor SMS.......................................Site Monitor mode S SMSA....................................Site Monitor mode S Antenna SPI.........................................Special Position Indicator SSR........................................Secondary Surveillance Radar STM.......................................Specialized Technical Maintenance (RCMS supervision) STM.......................................Space Time Management STX ......................................(STX 2000 or STX 2000NG)Mode S Transmitter SUM......................................Software User Manual SVC.......................................Switched Virtual Circuit SW.........................................SWitch TCP/IP...................................Transport Control Protocol/Internet Protocol TOM......................................Tracking Output and Miscellaneous TRC.......................................Transmission Reception Cabinet TSF........................................Time Stamping Function TTG.......................................Test Target Generator TVBC....................................Time Varied Base Clipping TX.........................................Transmitter UAP.......................................User Application Profile UF..........................................Uplink Format UHF.......................................Ultra High Frequency UPS.......................................Uninterruptible Power Supply 15 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S UTC.......................................Universal Time Coordinated VCO......................................Voltage Control Oscillator VME......................................Versatile Modular Eurocard VSWR...................................Voltage Standing Wave Ratio XOP "X"................................Operator Position XTM......................................local or specialized Technical Maintenance X = L for LTM X = S for STM Δ............................................Difference channel Σ............................................Sum channel Ω............................................Control channel 16 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S 1.6. Referências Bibliográficas: THALES. System Overview Documentation. Technical manual. Vol. 1/1. Revisão E, 2007. THALES. User Manual IRIS LDS do RSM970S Vol. 1/1. Revisão E, 2005. 17 / 19 RAD013 – Manutenção de Radar RSM970S Índice APRESENTAÇÃO:.......................................................................................................3 OBJETIVOS:.................................................................................................................3 EMENTA:......................................................................................................................3 UNIDADE 1 PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA MENSAL DO RADAR..................................................................................................................4 1.1. Sistema de Ventilação............................................................................................4 1.2. COMUTAÇÃO DOS TRANSMISSORES ATRAVÉS DO RCMS OU CBP.......8 1.3. Performance do Radar Através do Sinal da OBA no IRIS..................................11 1.4. Considerações finais............................................................................................12 1.5. Lista de Abreviações............................................................................................13 1.6. Referências Bibliográficas:..................................................................................17 18 / 19 RAD013 – Manutenção deRadar RSM970S Índice de figuras Figura 1: Gavetas de Ventilação do IRP e do TX/RX. Fonte: Thales, 2007..................5 Figura 2: Gavetas de Ventilação do IRP e do TX/RX. Fonte: Thales, 2007.................6 Figura 3: Sensor Térmico. Fonte: Thales, 2007............................................................7 Figura 4: Protetor Térmico. Fonte: Thales, 2007.........................................................8 Figura 5: Diagrama da RFU. Fonte: Thales, 2007......................................................10 Figura 6: Curva OBA. Fonte: Thales, 2007.................................................................11 Figura 7: Defasor. Fonte: Thales, 2007......................................................................12 19 / 19 1.1. Sistema de Ventilação 1.2. COMUTAÇÃO DOS TRANSMISSORES ATRAVÉS DO RCMS OU CBP 1.3. Performance do Radar Através do Sinal da OBA no IRIS 1.4. Considerações finais 1.5. Lista de Abreviações 1.6. Referências Bibliográficas: