某型導彈綜合測試設備的故障分析

劉潔 楊召甫 王韋 高闖 朱美榮

摘要：針對某型導彈綜合測試時出現的頻率相位重調故障，建立故障樹，找出故障的關聯性，對可能引發(fā)故障的因素進行排查驗證，最終確定故障點，并針對故障隱患提出預防措施，為同類故障修理提供參考。

關鍵詞：綜合測試設備；繼電器；故障；測試

Keywords：integrated test equipment；relay；fault；test

0 引言

某型導彈綜合測試設備用于筒彈測試、裸彈測試及桁條式儀器串測試，能夠全面檢測導彈各項性能參數并給出綜合評定，完成導彈安全電路檢查、頻率與相位重調、舵系統(tǒng)控制及無線電引信靈敏度檢查及各儀器調試等，是某型導彈修理的核心設備和技術指標評定的依據。該設備在進行導彈綜合測試時出現參數044090-003（相位通道）故障，其中ФМ362C組合Pпор門限指示燈未顯示。

根據設備原理分析繪制功能圖和原理框圖，建立故障樹，分析故障原因。搭建通用測試設備平臺進行檢測，最終定位故障元器件并進行更換。故障排除后對設備進行綜合調試，測試結果均合格。

1 導彈及綜合測試設備工作原理

1.1 彈上設備工作原理

測試代碼參數044090-003代表導彈頻率相位重調過程中的相位通道重調故障，具體體現在重調過程中導彈目標接收通道的和信號（C）與兩個差信號（K、T）的相移量分別為90°±10°，相位微調達到導彈技術性能指標要求。

根據導彈目標接收通道的相位微調工作原理和測試設備原理，在導彈目標接收通道相位微調時，綜合測試設備向導彈傳輸模擬含有多普勒信息（fo±fд）的目標反射高頻信號，由ФК021組合（Ц通道）經波導傳輸到ФК014輻射器，向導彈進行空饋傳輸。當和、差信號的相位差為90°±10°時，相位微調達到要求。具體工作過程如下：

1）無線電側向儀的接收裝置（ФПА和ФПП）接收信號后，經魔T變換和本振頻率變換，形成一個和信號C（基準）、兩個差信號K、T（偏航、俯仰）三個通道25.25MHz的第一中頻，再經彈站和彈目間兩次多普勒頻率修正變換后形成窄帶4.6MHz的第三中頻信號，和信號C經相移90°和可調移相器后，分兩路送入角度組件偏航和俯仰角的相位檢波器，分別與兩個K、T差信號進行相位鑒相。鑒相后的導彈相對于目標在偏航、俯仰方面的角度差值電壓經碼壓變換后送入編碼器，形成串行信息下傳到測試設備或地面照射制導雷達。

2）相位檢波器的作用相當于形成誤差控制信號的鑒相器。在工作時，移相環(huán)節(jié)的作用是保證在理想狀態(tài)（目標通道接收機的和通道與差通道沒有相移）即在相位檢波器的輸入端和信號經90°移相后與差信號之間的相位差為 90°時，相位檢波器的輸出端輸出電壓為零。

3）相位檢波器對輸入的兩信號進行鑒相處理，若和、差信號的相位差為90°，則相位檢波器無信號輸出；若相位差不是90°，輸出幅度正比于失調值的誤差電壓經碼壓變換后傳輸到編碼器（ФПШ），編成7位二進制信息碼值（即Δα、Δβ），該碼的1～6位為相位失諧值的幅度信息，第7位為誤差極性信息。失諧信息碼經ФМ362C組合寄存器（RG）到ΔФ分析電路形成誤差信號，使控制電壓形成器產生相應α、β通道的移相修正控制信號，控制彈上偏航α和俯仰β通道步進電機對可調移相器進行相位修正。當和、差信號的相位差為90°±10°，相位微調達到導彈技術指標要求。

1.2 綜合測試設備原理

導彈頻率相位重調過程中，綜合測試設備基本工作過程如下：由基準頻率產生組合ФМ321А形成高頻信號fo，經定向耦合器分別送入設備01機柜的上、下ФК021組合（У、Ц通道）和ФК054組合（О通道），用于基準頻率或高頻載波信號；同時，從設備ФК052組合產生相位微調用的75kHz的多普勒信號（fд）也送到調制器，經過調制形成模擬目標反射的高頻多普勒信息（fo±fд），經波導傳送到ФК014輻射器對導彈進行空饋輻射。導彈鑒相的移相角度差值信息經編碼器處理形成導彈應答機下傳的串行ИНФП信息，經高頻送到設備的ФК054組合，與ФМ321А形成基準高頻信號進行混頻，得到36MHz±Δf的中頻視頻信息，經檢波后將移相角度差值信息分離出來送入設備ФК362C組合的相位微調處理電路。

相位微調工作原理圖如圖1所示。

2 故障原因分析

2.1 故障樹

結合導彈和設備工作原理，列出造成代碼參數顯示044090-003（相位通道）不合格即相位通道故障的因素，繪制故障樹如圖2所示。

2.2 故障原因排查

2.2.1導彈原因

相位通道不合格涉及導彈目標通道組合較多，為了較快確定故障原因，直接對設備狀態(tài)進行功能自檢，發(fā)現ФК063組合功能檢查良好狀態(tài)燈不亮，使用設備1011自檢程序進行設備自檢，測試結果代碼參數顯示190675判定為不合格。通過上述綜合檢查，初步排除導彈自身因素，將故障孤立到綜合測試設備。

2.2.2綜合測試設備排查

1）ФМ321А組合

ФМ321А組合由電源、超高頻振蕩器、控制電路三部分組成，主要產生彈上基準頻率源，組合電源由+27V接通電源信號控制接通。首先對組合進行電源檢查，ФМ321А組合電源板件為ФЩ200-05，對電源檢測孔±5V、±6.3V、±12.6V、±27V輸出檢查正常，超高頻振蕩器能夠完成輸出頻率和調整工作，控制電路形成粗搜索信號；超高頻振蕩器根據相位檢波器送來的控制信號進行頻率調整，ФМ321А組合的顯示信號形成器對輸出的高頻信號fo進行檢查，搜索信號、基本截獲信號、輔助截獲信號和輔助截獲檢查信號齊全時序正常，組合前面板頻率額定信號燈亮；使用頻譜儀對輸出接口的頻譜功率進行檢測，數據正常；將起倒開關放置在“自動”檔，綠燈fHOPM額定燈發(fā)亮。排查結果說明本組合輸出頻率正常，可以排除ФМ321А組合的故障。

2）ФК052組合故障

ФК052組合產生75kHz的多普勒信號（fд），形成帶頻移的中頻信號。該信號由組合的ФК052-202板產生，用示波器對信號和傳輸線路進行信號測量，檢測到75kHz信號輸出，滿足指標要求。組合進行功檢時，功檢良好狀態(tài)燈正常。因此，可以排除ФК052組合的故障。

3）ФК054組合故障

ФК054用于將導彈下行的應答高頻和經編碼的導彈及目標信息與本振頻率進行混頻，得到視頻脈沖的中頻信息。對于應答脈沖功率，測量導彈下行的應答脈沖的寬度、周期、功率及與詢問的延遲時間等參數，同時將下行ИНФП信息中的導彈角度信息和應答脈沖分別送到ФМ362C組合的磁控管和相位的重調及微調通道，進行磁控管頻率和導彈目標通道的K、T角度相位的微調。由于044090首先對磁控管進行重調，磁控管重調參數合格，磁控管重調和相位重調下行信息傳輸通道相同，且組合進行功檢時，功檢良好狀態(tài)燈正常，初步排除此組合的故障。

4）ФМ362C組合

ФМ362C組合由三個獨立的帶有鑒別、調節(jié)脈沖產生等電路的通道組成，分別實現對導彈的本機振蕩器速調管、應答機磁控管以及目標通道的相位重調和微調工作。組合由+27V接通電源信號控制接通。首先對電源±5V、±6.3V、±12.6V、+40V輸出檢查正常，對組合進行功檢時依次檢查了以下電路工作情況：功率門限延時電路、α和β最小記憶器、α和β最大記憶器相位微調好信號形成器、步進脈沖形成器、步進脈沖檢查電路、相位檢查接通電路、標志符號形成器、微調記憶器、同步脈沖記憶器、功率放大器插件。在檢查過程中能正常形成下列信號：α通道和β通道的步進脈沖、接通相位檢查信號、同步信號波門、功率放大器信號。將轉換開關放90°位置，輸入+5V電平指令，在功檢信號的作用下，電路能夠形成模擬的功率門限電平信號。因此，可以排除ФМ362C組合的故障。

5）ФК021組合故障

ФК021組合由電源、平衡混頻調制器、隔離器、行波管、固定衰減器、電控衰減器，檢測電路、波導等組成。通過計算機程控控制衰減器的衰減量，可實現導彈接收目標反射信號功率大小，模擬導彈距離目標的遠近。該組合在導彈相位微調時，將ФК321組合送來的高頻載波信號和ФК052組合送來的75kHz的多普勒信號（fд）進行調制混頻處理，形成用于模擬目標反射的高頻信號。首先對組合進行電源檢查，對電源檢測孔+5V、±6.3V、+12.6V、-27V、+36V、-100V輸出檢查正常，在對組合功檢時發(fā)現功檢良好狀態(tài)燈不亮。

為了深入查找ФК021組合故障原因，先將組合切換成手動狀態(tài)，將信號切換到連續(xù)波狀態(tài)，使用頻譜儀采集信號，發(fā)現沒有高頻信號輸入；對ФК014組合的輸出信號功率進行監(jiān)測，發(fā)現無功率輸出，由此可以判定該組合存在故障。對ФК021組合高頻信號無輸出展開內部電路排查，對照查閱技術資料，測試調制混頻模塊板У5（ФК021-201）板的測試檢測孔ГН2無信號輸出，對У5板的供電電壓+12.6V和-6.3V進行測量，兩路電壓均無輸入。依照圖3所示ФК021組合電路對У5板的供電電壓進行排查，П1插排的2、3、5點輸入電壓-6.3V、+12.6V、+27V都正常，按壓KH3接觸器，У5板插頭檢查點電壓無任何變化，因此判定KH3線路上的РЗС48Б繼電器存在故障，造成У5板無電壓供電，導致其不工作。更換新的РЗС48Б繼電器，У5板供電電壓正常。組合檢波電流指標正常，功檢正常。依據上述對ФК021組合故障的排查和處理，將導彈進行性能測試，測試結果紙帶代碼參數顯示044090等一系列參數均合格，因此初步判定故障為ФК021組合（Ц通道）РЗС48Б繼電器低效所致。為驗證故障排查的準確性，將更換下來的故障РЗС48Б繼電器再次裝入組合內測試驗證，故障復現，由此確定РЗС48Б繼電器故障是導致綜合檢測設備測試導彈時代碼參數044090-003（相位通道）等不合格的最終原因。

3 修理措施

對ФК021組合РЗС48Б繼電器進行更換，通過綜合測試設備功能自檢以及1011自檢程序運行，測試結果均合格。導彈性能測試及各項測試代碼數據均合格。

4 結束語

本次排查過程中通過總結修理方法，形成了綜合測試設備修理指導依據，并充分利用通用測試設備進行檢測，甄別出存在故障的環(huán)路，進行了有效的故障定位。

綜合測試設備已工作40多年，線路老化，設備故障頻發(fā)，其內部結構復雜，大多采用二極管、三極管、門電路組成的觸發(fā)電路、放大電路等。設備的組合、板件、元器件數量和體積巨大，線路繁雜，故障定位難度大。通過本次故障排查，提出以下預防措施：應注重對排查過程中信號流程的記錄和修理經驗積累，后期應對該設備維護保養(yǎng)工作制定相應計劃；落實設備的三級保養(yǎng)制度；加大操作人員培訓工作，避免誤操作引發(fā)設備故障；縮短設備的定期計量周期，確保設備的準確性和穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 某型導彈綜合測試設備原理[Z].

[2] 韓雪濤.電子電路識圖、應用與檢測[M].北京：電子工業(yè)出版社，2019.