雷達故障自動修復設計分析

王太斌

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雷達故障自動修復設計分析

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，雷達系統更加復雜。由于系統的復雜性造成雷達故障頻發，需要操作人員進行不斷檢修，降低了雷達的可靠性。研究發現，通過計算機控制系統進行故障自動修復，能有效提高雷達可靠性，降低維修成本。

雷達；故障；自動修復設計

雷達是一種較為復雜的大規模電子產品，因此在使用中易出現故障，導致設備性能降低。工作人員主要是對雷達的狀態進行檢測和跟蹤，但是對于雷達故障不能及時發現與預防，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，讓雷達在發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計進行分析和探討。

1 雷達故障自動修復設計

1.1 系統設計

系統設計分為計算機硬件設計與軟件設計，其中硬件主要包括數據采集、數據處理與計算機監控設備，軟件包括在硬件平臺中實現故障相關、狀態特征數據提取及控制修復功能等[1]。硬件設計中的數據采集傳感器是對雷達各個系統中的運行參數進行采集；數據處理是指對傳感器采集的數據信息進行處理，與標準設計數據比較，將處理后的數據特征值輸出到計算機，計算機監控根據雷達的運行狀態進行合理處理，通過計算機判斷是否要啟用冗余設備或報警。

1.2 狀態采集

狀態采集是雷達故障自動修復設計的重要基礎，根據各個系統組成的檢測電路，利用計算機接口和網絡進行在線監測，將狀態數據信息輸出到計算機，進行集中控制[2]。例如雷達的速調管出現故障時，會影響雷達的發射功能，通過對雷達發射功率進行檢測，實時對速調管輸出功率進行檢測，將檢測的發射功率輸出到計算機，計算機將獲取到的發射功率信息與標準值進行比較，發現發射功率出現下降，對故障進行預測。如圖1所示：

圖1 狀態分布采集與分層處理示意圖

1.3 冗余設計

冗余設計是在雷達中的單個系統或組件發生故障時，為了保障系統的可靠性，或在系統無法進行停機修復時，冗余設計的優勢變得以體現出來，冗余設計有多種形式，主要有并聯冗余、串并聯組合冗余設計、并串聯組合冗余設計。其中并聯冗余是具有n個相同功能的工作模塊并聯構成，只要其中1個模塊能正常工作，則系統能正常工作，但當工作模塊不斷增加，設備成本、設備重量也在不斷增加，雷達的機動性功能降低，因此在設計中一般將固定站的雷達并聯冗余設備設為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采集的基礎上，利用監控計算機和冗余設備獨自進行故障修復[4]。例如在雷達中，功率檢測模塊發現速調管的功率下降到某一范圍時，監控計算機會對操作人員進行檢查維修的提醒，當速調管功率下降到有可能會發生故障時，監控計算機就會啟動備份發射機，完成設備的切換工作，保障系統的性能和可靠性。

1.5 故障自動修復使用限制

在冗余設計中，要求監控計算機的可靠性良好，才能保障雷達任務可靠。但在冗余設計中增加了設備量，增加系統重量和投資金額，影響到雷達機動性功能。因此對于故障自動修復功能的設計需要監控計算機具有良好的可靠性，以及數據采集傳感器采集的數據具有高可靠性，在這個基礎上優化冗余設計，使冗余設計中的設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可靠性。

2 結語

綜上所述，雷達故障自動修復設計是建立在狀態采集數據的高可靠性，以及監控計算機可靠性良好的基礎上，通過監控計算機，對雷達系統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，保證了雷達系統的使用功能。

[1]沈浩浩，劉慶華，劉慶，唐翥.基于物聯網的雷達裝備遠程維修支援系統研究[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發射機控制系統設計與實現[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