參照法在某型雷達(dá)整機(jī)故障排除中的應(yīng)用

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

0 引言

參照法是指以一個(gè)工作正常的同型號(hào)設(shè)備分機(jī)或組件、一套相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)等為標(biāo)準(zhǔn)參照物，運(yùn)用移植、比較、借鑒、對(duì)比等手段，查找故障具體部位的方法。

某型著陸雷達(dá)普遍配備于各海軍航空兵場(chǎng)站，用以實(shí)施飛機(jī)的精密進(jìn)場(chǎng)著陸引導(dǎo)。雷達(dá)實(shí)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(hào)處理系統(tǒng)、天線系統(tǒng)和電臺(tái)。正常情況下，其中一套（路）處于工作狀態(tài)，另外一套備份，當(dāng)工作套（路）出現(xiàn)故障時(shí)，可迅速切換至備份套（路）工作，以確保飛行保障的連續(xù)實(shí)施。雷達(dá)雙套制設(shè)計(jì)為運(yùn)用參照法進(jìn)行故障排除奠定了基礎(chǔ)。

1 故障現(xiàn)象描述

某場(chǎng)站進(jìn)行雷達(dá)試機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)雷達(dá)Ⅰ路工作正常，Ⅱ路收發(fā)機(jī)加載高壓后，操顯（操縱員顯示機(jī)柜）和領(lǐng)顯（領(lǐng)航員顯示機(jī)柜）的顯示畫面回波弱，不久顯示系統(tǒng)死機(jī)。

2 故障原因分析

2.1 系統(tǒng)原因

雷達(dá)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(dá)Ⅰ路和Ⅱ路收發(fā)系統(tǒng)共用天線饋線系統(tǒng)。由于雷達(dá)Ⅰ路工作正常，說(shuō)明雷達(dá)天線饋線系統(tǒng)狀況良好，因此，排故時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮雷達(dá)發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生、目標(biāo)回波接收及其處理通路。

2.2 收發(fā)系統(tǒng)原因

雷達(dá)收發(fā)信號(hào)及其處理流程如圖2所示。

圖1 雷達(dá)收發(fā)系統(tǒng)與天線系統(tǒng)等效連接示意圖

圖2 雷達(dá)收發(fā)信號(hào)及其處理流程

雷達(dá)處于Ⅰ路工作狀態(tài)時(shí)，其收發(fā)信號(hào)流程如圖2中黑色箭頭所示：由Ⅰ路收發(fā)機(jī)柜收發(fā)分機(jī)的頻率綜合器Z5-Z11-1產(chǎn)生10MHz相參基準(zhǔn)信號(hào)，送操顯機(jī)柜信號(hào)處理分機(jī)時(shí)鐘插件Z6-Z14-1調(diào)制為30M發(fā)射中頻，先后與收發(fā)分機(jī)的上變頻組件Z5-Z11-2一本振AMHz信號(hào)、二本振A' MHz信號(hào)進(jìn)行混頻產(chǎn)生BMHz射頻脈沖，再經(jīng)固態(tài)功放Z5-Z11-3進(jìn)行功率放大后，送天線向空間定向輻射。目標(biāo)回波信號(hào)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(hào)處理分機(jī)主中放Z6-Z14-10、脈沖壓縮插件Z6-Z14-3、MTD插件Z6-Z14-2，進(jìn)行放大、動(dòng)目標(biāo)顯示等處理后形成視頻信號(hào)，再分發(fā)至操顯顯示電路分機(jī)Z6-Z15和領(lǐng)顯顯示電路分機(jī)Z7-Z15形成RGB信號(hào)，分別在操顯指示分機(jī)Z6-Z16和領(lǐng)顯指示分機(jī)Z7-Z16中進(jìn)行顯示。

雷達(dá)處于Ⅱ路工作狀態(tài)時(shí)，其收發(fā)信號(hào)流程如圖2藍(lán)色箭頭所示，Ⅱ路收發(fā)機(jī)柜收發(fā)分機(jī)Z5-Z11和領(lǐng)顯的信號(hào)處理分機(jī)Z7-Z14分別替代Ⅰ路收發(fā)分機(jī)Z5-Z11和領(lǐng)顯的信號(hào)處理分機(jī)Z6-Z14的相應(yīng)器件工作，其他信號(hào)流程與Ⅰ路工作情況相同。

2.3 信號(hào)處理系統(tǒng)原因

由于Ⅰ路工作正常，說(shuō)明黑色箭頭通路正常，即Ⅰ路收發(fā)分機(jī)Z5-Z11、操顯信號(hào)處理分機(jī)Z6-Z14、操顯顯示電路分機(jī)Z6-Z15和領(lǐng)顯顯示電路分機(jī)Z7-Z15、操顯指示分機(jī)Z6-Z16和領(lǐng)顯指示分機(jī)Z7-Z16正常。因此，可進(jìn)一步將故障隔離至Ⅱ路收發(fā)分機(jī)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(jī)柜信號(hào)處理分機(jī)時(shí)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(gè)器件。

2.4 顯示信號(hào)原因

圖3 10M相參基準(zhǔn)實(shí)測(cè)波形

Ⅱ路工作狀態(tài)時(shí)，顯示畫面有回波，但是回波弱，說(shuō)明Ⅱ路狀態(tài)時(shí)回波信號(hào)或者接收機(jī)內(nèi)部噪聲已經(jīng)過(guò)限幅、下變頻、放大等處理，一般情況下能夠說(shuō)明信號(hào)處理部分沒(méi)有問(wèn)題，即Ⅱ路收發(fā)分機(jī)接收前端Z5-Z11-4以及領(lǐng)顯信號(hào)處理分機(jī)的MTD插件Z7-Z14-2和脈沖壓縮插件Z7-Z14-3沒(méi)有問(wèn)題。經(jīng)檢查，MTD插件和脈沖壓縮插件自檢指示燈全亮，確認(rèn)這兩個(gè)插件工作電源及其控制程序加載正常。因此，可進(jìn)一步將故障壓縮至Ⅱ路收發(fā)分機(jī)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(shí)鐘插件Z7-Z14-1等4個(gè)器件。

2.5 發(fā)射通路原因

檢查Ⅱ路收發(fā)分機(jī)Z5-Z11面板，發(fā)現(xiàn)“工作”指示燈不亮，進(jìn)一步說(shuō)明發(fā)射機(jī)工作不正常，確認(rèn)排故重點(diǎn)應(yīng)該是分析Ⅱ路收發(fā)分機(jī)發(fā)射通路。

3 故障排除過(guò)程

按照發(fā)射信號(hào)流程，分別檢查Ⅱ路收發(fā)分機(jī)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(shí)鐘插件Z7-Z14-1的輸入和輸出信號(hào)。

1）用示波器測(cè)量Ⅱ路頻率綜合器Z11-1輸出的10M相參基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)際測(cè)試波形如圖3所示，參照該信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量領(lǐng)顯信處時(shí)鐘插件Z7-Z14-1輸出的發(fā)射中頻信號(hào)，實(shí)際測(cè)試波形如圖4所示，參照該信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)波形，情況正常，排除了時(shí)鐘插件Z7-Z14-1故障的可能性。

圖4 發(fā)射中頻實(shí)測(cè)波形

3）用ZCL-XX型綜合測(cè)試儀測(cè)量Ⅱ路收發(fā)分機(jī)上變頻組件Z5-Z11-2輸出的射頻信號(hào)頻率，發(fā)現(xiàn)其頻率超出測(cè)試儀的頻率測(cè)試和查詢范圍（上變頻組件輸出射頻信號(hào)頻率為B±1MHz，而測(cè)試儀的頻率測(cè)試查詢范圍為(B-270～B+210)MHz）。說(shuō)明Ⅱ路上變頻組件Z5-Z11-2輸出射頻信號(hào)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(jī)上變頻組件Z5-Z11-2電源和輸入信號(hào)正常，而輸出信號(hào)不正常，因此判定Ⅱ收發(fā)分機(jī)的上變頻組件Z5-Z11-2故障。

4）用Ⅰ路收發(fā)分機(jī)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(shí)操顯和領(lǐng)顯的顯示畫面回波恢復(fù)正常。至此，完成了模塊級(jí)故障的定位和排除。

4 結(jié)束語(yǔ)

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

不過(guò)，參照排故法如果使用不當(dāng)，也會(huì)造成重復(fù)壞件、排故誤導(dǎo)等問(wèn)題，因此應(yīng)用過(guò)程中務(wù)必注意以下事項(xiàng)：

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

2）雷達(dá)信號(hào)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，故障排除時(shí)往往需要進(jìn)行整機(jī)信號(hào)的尋跡及其參照，因此故障排除人員應(yīng)熟練掌握整機(jī)信號(hào)流程，確保參照對(duì)比過(guò)程正確可信，避免將故障分析和排除工作帶入錯(cuò)誤的方向。