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 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、一套相同的機械結構等為標準參照物，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、收發系統、顯示系統、信號處理系統、天線系統和電臺。正常情況下，其中一套（路）處于工作狀態，另外一套備份，當工作套（路）出現故障時，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 故障現象描述

某場站進行雷達試機時，發現雷達Ⅰ路工作正常，Ⅱ路收發機加載高壓后，操顯（操縱員顯示機柜）和領顯（領航員顯示機柜）的顯示畫面回波弱，不久顯示系統死機。

2 故障原因分析

2.1 系統原因

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

2.2 收發系統原因

雷達收發信號及其處理流程如圖2所示。

圖1 雷達收發系統與天線系統等效連接示意圖

圖2 雷達收發信號及其處理流程

雷達處于Ⅰ路工作狀態時，其收發信號流程如圖2中黑色箭頭所示：由Ⅰ路收發機柜收發分機的頻率綜合器Z5-Z11-1產生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調制為30M發射中頻，先后與收發分機的上變頻組件Z5-Z11-2一本振AMHz信號、二本振A' MHz信號進行混頻產生BMHz射頻脈沖，再經固態功放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，再分發至操顯顯示電路分機Z6-Z15和領顯顯示電路分機Z7-Z15形成RGB信號，分別在操顯指示分機Z6-Z16和領顯指示分機Z7-Z16中進行顯示。

雷達處于Ⅱ路工作狀態時，其收發信號流程如圖2藍色箭頭所示，Ⅱ路收發機柜收發分機Z5-Z11和領顯的信號處理分機Z7-Z14分別替代Ⅰ路收發分機Z5-Z11和領顯的信號處理分機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和領顯顯示電路分機Z7-Z15、操顯指示分機Z6-Z16和領顯指示分機Z7-Z16正常。因此，可進一步將故障隔離至Ⅱ路收發分機內頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態功放Z5-Z11-3、接收前端Z5-Z11-4和領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路工作狀態時，顯示畫面有回波，但是回波弱，說明Ⅱ路狀態時回波信號或者接收機內部噪聲已經過限幅、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路收發分機接收前端Z5-Z11-4以及領顯信號處理分機的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路收發分機的頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態功放Z5-Z11-3和領顯信處時鐘插件Z7-Z14-1等4個器件。

2.5 發射通路原因

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

3 故障排除過程

按照發射信號流程，分別檢查Ⅱ路收發分機的頻率綜合器Z5-Z11-1、上變頻組件Z5-Z11-2、固態功放Z5-Z11-3和領顯信處時鐘插件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）用示波器測量領顯信處時鐘插件Z7-Z14-1輸出的發射中頻信號，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 發射中頻實測波形

3）用ZCL-XX型綜合測試儀測量Ⅱ路收發分機上變頻組件Z5-Z11-2輸出的射頻信號頻率，發現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收發分機的上變頻組件Z5-Z11-2故障。

4）用Ⅰ路收發分機的上變頻組件或者備件替換Ⅱ路上變頻組件后，Ⅱ路工作狀態時操顯和領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、定位快捷等優點。著陸雷達的收發、天線、顯示、信處系統的雙套體制特點，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）雷達系統龐大，大多故障的故障現象能夠在多個部分呈現，應在故障排除前運用直觀排故法全面觀察故障現象，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）雷達信號交聯關系復雜，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。