航空電子設備自動化測試及關鍵技術研究

范興瑞

摘 要：本文在介紹航空電子設備自動測試技術的基礎上，還較為深入地分析了我國航空電子設備自動化測試的相關關鍵技術，并提出了寬帶微波系統(tǒng)和故障自動診斷是當前我國航空電子設備自動化測試的關鍵技術手段。

關鍵詞：航空電子設備；自動化；測試；關鍵技術；發(fā)展；故障

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A

當今社會就是信息化戰(zhàn)爭的社會，為了進一步適應信息戰(zhàn)條件下的作戰(zhàn)要求，確保在電磁環(huán)境下還能夠占據(jù)信息的主導位置，就要求信息作戰(zhàn)平臺裝備的電子設備也逐漸復雜化、多元化，這些作戰(zhàn)平臺裝備性能的好壞也會直接影響到整個信息作戰(zhàn)的最終走向，而且這一復雜狀況也給我們的設備維修人員在設備的維護上帶來了非常大的困難。傳統(tǒng)的維護模式一般都是對測試之后的設備根據(jù)測試的結果來對設備故障進行定位，一般定位的準確程度與維護人員的工作經(jīng)驗是有直接關系的，由于作戰(zhàn)平臺的裝備一般較為復雜，不僅包含了雷達以及電子干擾等多種設備，而且隨著信息技術的不斷發(fā)展，設備新技術的引進，也使得技術管理人員在短時間內(nèi)很難對電子設備都熟記于心，我們的維護人員剛剛記住這些電子設備，又出現(xiàn)了新的電子設備，工作人員維護認知的速度跟不上技術更新的速度，因此設備的后期維護也會很難得到進一步的保障。

1.計算機技術及自動化測試技術

當前社會發(fā)展主要是信息技術的發(fā)展，現(xiàn)代計算機技術以及自動化測試技術的發(fā)展也為我國的航空電子設計技術提供了有效的保證。同時也讓設備的測試和故障診斷都進一步實現(xiàn)了自動化處理。自動化技術的出現(xiàn)也進一步保證了航空電子設備的準確程度和故障檢測率。由于測試和故障定位都是自動測試系統(tǒng)自主完成的，這樣一來也極大降低了航空設備維護工作人員的素質(zhì)要求，也正是因為這一特點也受到了人們的普遍關注，一般來說，自動化測試設備在使用階段的頻率是非常高的，而且使用起來也非常方便，但是這種自動化測試技術的難度是非常大的，自動化測試技術的發(fā)展在航空電子設備領域的用途非常廣泛，我們此次主要就是針對自動化測試中的關鍵技術進行了詳細地分析和探討。

2.航空電子設備自動化測試關鍵技術難點分析

2.1 寬帶微波系統(tǒng)

電子設備的功能隨著設備的不斷發(fā)展更新而變得愈加復雜，而且頻帶也非常的寬，一般來說，一個平臺上的電子設備所覆蓋的頻段有時會到毫米波。也就是說我們的測試設備，其測試資源也一定要覆蓋到整個被測試對象的應用頻帶上。

（1）大功率超寬帶微波元件

我們的研究人員為了測試電子設備中發(fā)射機輸出輸入信號的功率以及頻譜的參數(shù)信息，將發(fā)射機的輸出信號經(jīng)衰減器降低之后再進行數(shù)據(jù)測量。因此大功率的超寬頻帶衰減器微波元件是一定要存在的，但是由于受到電子元器件材料等外部因素的制約，使得在通信頻段的超寬頻帶都已經(jīng)非常成熟，但在雷達波段上，成熟度遠遠沒有通信頻段的成熟度高。所以說我們在航空電子設備自動化測試領域中，關鍵技術的研究重點主要集中在了雷達頻段的研制上。

（2）超寬帶天線技術

由于航空電子設備的覆蓋頻帶范圍非常廣泛，因此所測試設備中采用的輻射天線也一定要運用寬頻帶的輻射天線，而且我國的航空電子設備元器件中，在雷達頻段采用的寬帶天線主要有平面螺旋天線和對數(shù)周期天線，在通信頻段一般采用的是刀形天線。

2.2 故障自動診斷技術

對電子設備進行自動測試的主要目的就是為了檢測雷達性能以及相關的電子元器件技術指標是否能夠達到正常的標準，然后在根據(jù)檢測的最終結構對故障進行精準定位，故障自動診斷技術是當前航空電子技術自動化測試中關鍵的技術手段，目前故障診斷的方法主要分為以下3類。

（1）基于解析模型的故障診斷

這一方法要建立在被測對象的數(shù)學模型上，通過將被測對象的可測信息由模型與檢測信息進行比較，然后對產(chǎn)生的殘差進行階段性的處理，進而實現(xiàn)故障的有效診斷，而我們的維護人員還要根據(jù)殘差的產(chǎn)生形式來采取不同的檢測方法，目前較為常用的測試方法就是狀態(tài)估計法和參數(shù)估計法，運用這兩種方法進行維護是非常有效果的。其中，狀態(tài)估計法的根本原理就是利用被測對象的解析模式以及可測信息設計的檢測濾波器，運用濾波器來重建被測對象的可測變量，然后對系統(tǒng)的狀態(tài)進行評估并構成殘差序列，然后在序列中檢測當中存在的故障，這樣就能夠對故障進行深入地分析。而此時要求的是所設計的系統(tǒng)都是可觀測系統(tǒng)，這樣進行維護工作也會更加方便。

（2）基于信號處理的故障診斷

這一方法主要是利用信息信號模式直接分析可測信號，提取信號與信號之間的幅值和頻率等特征值，將這些數(shù)據(jù)信息用于故障的檢測上，目前這一信號模式可測信號的方法有基于小波變換的方法、基于信息融合的方法以及基于自適應濾波器的方法等，在這些方法中，基于小波變換方法的多辨力分析特點非常的明顯，它并不需要對象的數(shù)學模型，而且輸入信號的要求也相對較低，計算量也在可靠的范圍之內(nèi)，可以說這是一種很有發(fā)展前途的故障診斷方法。

（3）基于解析的故障診斷方法

這一故障診斷方法主要是依靠已知被測對象的緊缺數(shù)學模型，由于在很多的系統(tǒng)中，精確數(shù)學模型是很難得到的，而基于解析的診斷方法需要已知對象的數(shù)學模型，這一方法還隨著不同使用環(huán)境和不同的使用領域而分為基于癥狀的方法以及基于定性模型的方法。

目前基于癥狀的方法主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡法、模式識別法以及專家系統(tǒng)法等，而在神經(jīng)網(wǎng)絡方法中，運用最多的就是基于多層次的感知器神經(jīng)網(wǎng)絡理論，神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷方法的自適應能力也是非常強的。

3.航空電子設備故障自動診斷的關鍵技術分析

故障診斷技術在理論上取得的進步比較大，但是一些關鍵技術問題并沒有得到真正的解決，主要的原因是因為故障診斷的敏感性問題，也就是說被測對象的故障具有較高敏感性的同時，對噪聲、干擾的不敏感性也是非常的明顯，這也就導致很多的故障診斷出現(xiàn)失誤的幾率會加大。再有就是要求我們的故障診斷人員找尋出合適的科學的診斷方法，設計出合理的計算機診斷軟件，不斷提升故障診斷的速度，并能夠對故障進行實時診斷。第三還要求我們的研究人員設計出先進的故障診斷技術，創(chuàng)建一個完善的診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)故障自主診斷。最后還要求我們的維護人員利用多故障假設模型，從而實現(xiàn)多故障的診斷耦合，進一步解決故障與故障之間存在的耦合問題，更好地實現(xiàn)對故障的診斷和解決。

結語

航空電子設備自動化測試是我國一直不斷研究的高精準高深度測試系統(tǒng)，我們此次分析了電子設備自動化測試以及故障診斷的相關關鍵技術問題，通過分析我們得知，被測設備本身的可測量性能的好壞會直接影響到測試的最終結果，而航空電子設備自動化測試關鍵技術中，設備采用模塊化結構以及相關的故障診斷方法對提高航空電子自動化測量的效果和故障診斷的效果都是非常有幫助的，希望此次探討可以為我們航空電子設備的自動化測試發(fā)展提供有效的幫助。

參考文獻

[1]李斯偉，江鵬程，馮輔周，等.LXI總線技術在網(wǎng)絡化監(jiān)測系統(tǒng)中的應用[A].第十屆全國振動理論及應用學術會議論文集（2011）下冊[C]. 2011.

[2]陳付亮，路輝，邱長泉.基于EXC4000VXI板卡的1553B驅動開發(fā)[A].第十九屆測控、計量、儀器儀表學術年會（MCMI'2009）論文集[C]. 2009.