參照法在某型雷達整機故障排除中的應用

■ 黃子革 周鵬 張琪 李成/海軍航空大學青島校區(qū) 海參信息通信局 海參指揮保障大隊

0 引言

參照法是指以一個工作正常的同型號設備分機或組件、一套相同的機械結(jié)構(gòu)等為標準參照物，運用移植、比較、借鑒、對比等手段，查找故障具體部位的方法。

某型著陸雷達普遍配備于各海軍航空兵場站，用以實施飛機的精密進場著陸引導。雷達實行雙套制配置，包括兩套電源系統(tǒng)、收發(fā)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、天線系統(tǒng)和電臺。正常情況下，其中一套（路）處于工作狀態(tài)，另外一套備份，當工作套（路）出現(xiàn)故障時，可迅速切換至備份套（路）工作，以確保飛行保障的連續(xù)實施。雷達雙套制設計為運用參照法進行故障排除奠定了基礎。

1 故障現(xiàn)象描述

某場站進行雷達試機時，發(fā)現(xiàn)雷達Ⅰ路工作正常，Ⅱ路收發(fā)機加載高壓后，操顯（操縱員顯示機柜）和領(lǐng)顯（領(lǐng)航員顯示機柜）的顯示畫面回波弱，不久顯示系統(tǒng)死機。

2 故障原因分析

2.1 系統(tǒng)原因

雷達收發(fā)系統(tǒng)與天線系統(tǒng)的等效連接如圖1所示，從中可以看出，雷達Ⅰ路和Ⅱ路收發(fā)系統(tǒng)共用天線饋線系統(tǒng)。由于雷達Ⅰ路工作正常，說明雷達天線饋線系統(tǒng)狀況良好，因此，排故時應重點考慮雷達發(fā)射信號產(chǎn)生、目標回波接收及其處理通路。

2.2 收發(fā)系統(tǒng)原因

雷達收發(fā)信號及其處理流程如圖2所示。

圖1 雷達收發(fā)系統(tǒng)與天線系統(tǒng)等效連接示意圖

圖2 雷達收發(fā)信號及其處理流程

雷達處于Ⅰ路工作狀態(tài)時，其收發(fā)信號流程如圖2中黑色箭頭所示：由Ⅰ路收發(fā)機柜收發(fā)分機的頻率綜合器Z5-Z11-1產(chǎn)生10MHz相參基準信號，送操顯機柜信號處理分機時鐘插件Z6-Z14-1調(diào)制為30M發(fā)射中頻，先后與收發(fā)分機的上變頻組件Z5-Z11-2一本振AMHz信號、二本振A' MHz信號進行混頻產(chǎn)生BMHz射頻脈沖，再經(jīng)固態(tài)功放Z5-Z11-3進行功率放大后，送天線向空間定向輻射。目標回波信號被天線接收，經(jīng)Ⅰ路接收前端Z5-Z11-4限幅、濾波、下變頻和初步放大后，先后傳送至操顯信號處理分機主中放Z6-Z14-10、脈沖壓縮插件Z6-Z14-3、MTD插件Z6-Z14-2，進行放大、動目標顯示等處理后形成視頻信號，再分發(fā)至操顯顯示電路分機Z6-Z15和領(lǐng)顯顯示電路分機Z7-Z15形成RGB信號，分別在操顯指示分機Z6-Z16和領(lǐng)顯指示分機Z7-Z16中進行顯示。

雷達處于Ⅱ路工作狀態(tài)時，其收發(fā)信號流程如圖2藍色箭頭所示，Ⅱ路收發(fā)機柜收發(fā)分機Z5-Z11和領(lǐng)顯的信號處理分機Z7-Z14分別替代Ⅰ路收發(fā)分機Z5-Z11和領(lǐng)顯的信號處理分機Z6-Z14的相應器件工作，其他信號流程與Ⅰ路工作情況相同。

2.3 信號處理系統(tǒng)原因

由于Ⅰ路工作正常，說明黑色箭頭通路正常，即Ⅰ路收發(fā)分機Z5-Z11、操顯信號處理分機Z6-Z14、操顯顯示電路分機Z6-Z15和領(lǐng)顯顯示電路分機Z7-Z15、操顯指示分機Z6-Z16和領(lǐng)顯指示分機Z7-Z16正常。因此，可進一步將故障隔離至Ⅱ路收發(fā)分機內(nèi)頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態(tài)功放Z5-Z11-3、接收前端Z5-Z11-4和領(lǐng)顯機柜信號處理分機時鐘插件Z7-Z14-1、MTD插件Z7-Z14-2和脈沖壓縮插件Z7-Z14-3等7個器件。

2.4 顯示信號原因

圖3 10M相參基準實測波形

Ⅱ路工作狀態(tài)時，顯示畫面有回波，但是回波弱，說明Ⅱ路狀態(tài)時回波信號或者接收機內(nèi)部噪聲已經(jīng)過限幅、下變頻、放大等處理，一般情況下能夠說明信號處理部分沒有問題，即Ⅱ路收發(fā)分機接收前端Z5-Z11-4以及領(lǐng)顯信號處理分機的MTD插件Z7-Z14-2和脈沖壓縮插件Z7-Z14-3沒有問題。經(jīng)檢查，MTD插件和脈沖壓縮插件自檢指示燈全亮，確認這兩個插件工作電源及其控制程序加載正常。因此，可進一步將故障壓縮至Ⅱ路收發(fā)分機的頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態(tài)功放Z5-Z11-3和領(lǐng)顯信處時鐘插件Z7-Z14-1等4個器件。

2.5 發(fā)射通路原因

檢查Ⅱ路收發(fā)分機Z5-Z11面板，發(fā)現(xiàn)“工作”指示燈不亮，進一步說明發(fā)射機工作不正常，確認排故重點應該是分析Ⅱ路收發(fā)分機發(fā)射通路。

3 故障排除過程

按照發(fā)射信號流程，分別檢查Ⅱ路收發(fā)分機的頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態(tài)功放Z5-Z11-3和領(lǐng)顯信處時鐘插件Z7-Z14-1的輸入和輸出信號。

1）用示波器測量Ⅱ路頻率綜合器Z11-1輸出的10M相參基準信號，實際測試波形如圖3所示，參照該信號標準波形，情況正常，排除了Ⅱ路頻率綜合器Z5-Z11-1故障的可能性。

2）用示波器測量領(lǐng)顯信處時鐘插件Z7-Z14-1輸出的發(fā)射中頻信號，實際測試波形如圖4所示，參照該信號標準波形，情況正常，排除了時鐘插件Z7-Z14-1故障的可能性。

圖4 發(fā)射中頻實測波形

3）用ZCL-XX型綜合測試儀測量Ⅱ路收發(fā)分機上變頻組件Z5-Z11-2輸出的射頻信號頻率，發(fā)現(xiàn)其頻率超出測試儀的頻率測試和查詢范圍（上變頻組件輸出射頻信號頻率為B±1MHz，而測試儀的頻率測試查詢范圍為(B-270～B+210)MHz）。說明Ⅱ路上變頻組件Z5-Z11-2輸出射頻信號頻率不正常。檢查上變頻組件Z5-Z11-2電源+12VⅡ工 作正常。鑒于Ⅱ路收發(fā)分機上變頻組件Z5-Z11-2電源和輸入信號正常，而輸出信號不正常，因此判定Ⅱ收發(fā)分機的上變頻組件Z5-Z11-2故障。

4）用Ⅰ路收發(fā)分機的上變頻組件或者備件替換Ⅱ路上變頻組件后，Ⅱ路工作狀態(tài)時操顯和領(lǐng)顯的顯示畫面回波恢復正常。至此，完成了模塊級故障的定位和排除。

4 結(jié)束語

運用參照法進行故障排除，具有操作簡便、效果直觀、定位快捷等優(yōu)點。著陸雷達的收發(fā)、天線、顯示、信處系統(tǒng)的雙套體制特點，使其能夠比較方便地運用工作正常的一套系統(tǒng)及其器件進行同類對比、參照或者原位替換。

不過，參照排故法如果使用不當，也會造成重復壞件、排故誤導等問題，因此應用過程中務必注意以下事項：

1）雷達系統(tǒng)龐大，大多故障的故障現(xiàn)象能夠在多個部分呈現(xiàn)，應在故障排除前運用直觀排故法全面觀察故障現(xiàn)象，詳細分析原因，做出初步判斷后，有目標地對具體部位進行參照比較，避免盲目使用參照和替換。

2）雷達信號交聯(lián)關(guān)系復雜，故障排除時往往需要進行整機信號的尋跡及其參照，因此故障排除人員應熟練掌握整機信號流程，確保參照對比過程正確可信，避免將故障分析和排除工作帶入錯誤的方向。