雷達故障自動修復設(shè)計分析

王太斌

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雷達故障自動修復設(shè)計分析

王太斌

中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031

隨著我國科技水平不斷提高，雷達的性能指標要求也在不斷提高，雷達系統(tǒng)更加復雜。由于系統(tǒng)的復雜性造成雷達故障頻發(fā)，需要操作人員進行不斷檢修，降低了雷達的可靠性。研究發(fā)現(xiàn)，通過計算機控制系統(tǒng)進行故障自動修復，能有效提高雷達可靠性，降低維修成本。

雷達；故障；自動修復設(shè)計

雷達是一種較為復雜的大規(guī)模電子產(chǎn)品，因此在使用中易出現(xiàn)故障，導致設(shè)備性能降低。工作人員主要是對雷達的狀態(tài)進行檢測和跟蹤，但是對于雷達故障不能及時發(fā)現(xiàn)與預防，從而使雷達的可靠性下降。為了保證雷達的可靠性，建立雷達故障的自動修復系統(tǒng)，讓雷達在發(fā)生故障時可以進行自動修復，保障雷達的使用性能。因此本文對雷達故障自動修復設(shè)計進行分析和探討。

1 雷達故障自動修復設(shè)計

1.1 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計分為計算機硬件設(shè)計與軟件設(shè)計，其中硬件主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與計算機監(jiān)控設(shè)備，軟件包括在硬件平臺中實現(xiàn)故障相關(guān)、狀態(tài)特征數(shù)據(jù)提取及控制修復功能等[1]。硬件設(shè)計中的數(shù)據(jù)采集傳感器是對雷達各個系統(tǒng)中的運行參數(shù)進行采集；數(shù)據(jù)處理是指對傳感器采集的數(shù)據(jù)信息進行處理，與標準設(shè)計數(shù)據(jù)比較，將處理后的數(shù)據(jù)特征值輸出到計算機，計算機監(jiān)控根據(jù)雷達的運行狀態(tài)進行合理處理，通過計算機判斷是否要啟用冗余設(shè)備或報警。

1.2 狀態(tài)采集

狀態(tài)采集是雷達故障自動修復設(shè)計的重要基礎(chǔ)，根據(jù)各個系統(tǒng)組成的檢測電路，利用計算機接口和網(wǎng)絡進行在線監(jiān)測，將狀態(tài)數(shù)據(jù)信息輸出到計算機，進行集中控制[2]。例如雷達的速調(diào)管出現(xiàn)故障時，會影響雷達的發(fā)射功能，通過對雷達發(fā)射功率進行檢測，實時對速調(diào)管輸出功率進行檢測，將檢測的發(fā)射功率輸出到計算機，計算機將獲取到的發(fā)射功率信息與標準值進行比較，發(fā)現(xiàn)發(fā)射功率出現(xiàn)下降，對故障進行預測。如圖1所示：

圖1 狀態(tài)分布采集與分層處理示意圖

1.3 冗余設(shè)計

冗余設(shè)計是在雷達中的單個系統(tǒng)或組件發(fā)生故障時，為了保障系統(tǒng)的可靠性，或在系統(tǒng)無法進行停機修復時，冗余設(shè)計的優(yōu)勢變得以體現(xiàn)出來，冗余設(shè)計有多種形式，主要有并聯(lián)冗余、串并聯(lián)組合冗余設(shè)計、并串聯(lián)組合冗余設(shè)計。其中并聯(lián)冗余是具有n個相同功能的工作模塊并聯(lián)構(gòu)成，只要其中1個模塊能正常工作，則系統(tǒng)能正常工作，但當工作模塊不斷增加，設(shè)備成本、設(shè)備重量也在不斷增加，雷達的機動性功能降低，因此在設(shè)計中一般將固定站的雷達并聯(lián)冗余設(shè)備設(shè)為2[3]。如圖2所示：

圖2 并串冗余示意圖

1.4 故障自動修復

故障自動修復主要是在狀態(tài)采集的基礎(chǔ)上，利用監(jiān)控計算機和冗余設(shè)備獨自進行故障修復[4]。例如在雷達中，功率檢測模塊發(fā)現(xiàn)速調(diào)管的功率下降到某一范圍時，監(jiān)控計算機會對操作人員進行檢查維修的提醒，當速調(diào)管功率下降到有可能會發(fā)生故障時，監(jiān)控計算機就會啟動備份發(fā)射機，完成設(shè)備的切換工作，保障系統(tǒng)的性能和可靠性。

1.5 故障自動修復使用限制

在冗余設(shè)計中，要求監(jiān)控計算機的可靠性良好，才能保障雷達任務可靠。但在冗余設(shè)計中增加了設(shè)備量，增加系統(tǒng)重量和投資金額，影響到雷達機動性功能。因此對于故障自動修復功能的設(shè)計需要監(jiān)控計算機具有良好的可靠性，以及數(shù)據(jù)采集傳感器采集的數(shù)據(jù)具有高可靠性，在這個基礎(chǔ)上優(yōu)化冗余設(shè)計，使冗余設(shè)計中的設(shè)備量能達到雷達重量、成本與機動性的要求，才能從根本上提高雷達系統(tǒng)可靠性。

2 結(jié)語

綜上所述，雷達故障自動修復設(shè)計是建立在狀態(tài)采集數(shù)據(jù)的高可靠性，以及監(jiān)控計算機可靠性良好的基礎(chǔ)上，通過監(jiān)控計算機，對雷達系統(tǒng)故障自動修復功能進行實時控制，減少操作人員對故障的檢查和維修時間成本，降低維修費用，保證了雷達系統(tǒng)的使用功能。

[1]沈浩浩，劉慶華，劉慶，唐翥.基于物聯(lián)網(wǎng)的雷達裝備遠程維修支援系統(tǒng)研究[J].空軍預警學院學報，2013，6（4）：435-439.

[2]汪俊，高玉春.虛擬儀器在天氣雷達接收機測試中的應用[J].氣象科技，2013，6（4）：998-1002.

[3]張垚，尹春光，劉強.上海世博園風廓線雷達TWP3發(fā)射機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].氣象科技，2012，1（9）：15-19.

[4]汪章維，裴翀，胡學英.CINRAD/SA天氣雷達燈絲電源改進電路[J].氣象科技，2014，4（6）：585-588.

Design and Analysis of Automatic Radar Fault Repair

Wang Taibin

China Electronic Technology Group Corporation Thirty-eighth Institute of Hefei Hi-tech Zone, Anhui Hefei 230031

With the continuous improvement of science and technology in China, The performance index requirements of radar are also increasing.The radar system is more complex, because the complexity of the system causes the radar fault frequency, requires operator to overhaul, and reduces the effectiveness of radar. The research found that through computer control system fault automatic repair, can effectively improve the radar availability and maintenance cost, this paper analyzes the design of radar fault automatic repair.

radar; failure; automatic repair design

TN95

A

1009-6434（2017）02-0138-02