T/R组件抽样检验方案研究

任雪峰

(海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京 210003)



T/R组件抽样检验方案研究

任雪峰

(海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京 210003)

T/R组件是相控阵雷达中最为重要的组成部件之一，且在相控阵雷达中包含大量的T/R组件。主要针对大批量T/R组件如何开展抽样检验进行了分析研究，对T/R组件的质量特性进行了分类，重点对各类质量特性接收质量限的确定进行了分析，给出了批量为1000的T/R组件的抽样方案。这对大批量T/R组件抽样检验起到了参考作用。

T/R组件；抽样检验；接收质量限(AQL)

0 引 言

相控阵雷达利用大量分布式收发通道和小型天线单元排列成有源天线阵面，实现波束在空间电扫描。相对于传统机械扫描天线，相控阵雷达天线具有波束指向灵活快捷、数据率高的优点。同时，在实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种系统功能任务的层面上，相控阵雷达也具有多目标同时跟踪且目标容量大、对复杂目标环境的适应能力强、抗干扰性能好、任务可靠性高等特点。因此，相控阵雷达已成为雷达的重要发展方向。

T/R组件是相控阵雷达中最为重要的组成部件之一，其质量影响着整部雷达的质量。由于每一部固态有源相控阵雷达通常由数百、数千甚至上万套收/发(T/R)组件通道组成，因而如何有效地控制组件质量并如何进行合理的检验已成为相控阵雷达研制和检验的一个研究重点。因其集成度高、功能多样、结构复杂且指标体系复杂等特点，T/R组件给抽样检验也带来了很多困难。

本文简要介绍了T/R组件的组成和工作原理，介绍了抽样检验的理论发展、分类、基本步骤，重点研究了TR组件接受质量限(AQL)的确定、抽样方案的选取，并给出了T/R组件批量为1000个的抽样检验实施案例。

1 T/R组件的组成及工作原理

T/R组件通常意义是指一个无线收发系统中射频与天线单元之间的部分，其在接收时完成对天线单元接收的微弱信号进行低噪声放大，在发射时完成对激励信号进行大功率放大，同时还在系统控制下完成对信号的移相和衰减功能。其内部功能框图如图1所示。T/R组件接收通道包括限幅器、低噪声放大器和数字衰减器。在组件发射期间，若天线有很大的功率反射，此时限幅器能起到保护低噪声放大器的作用，同时限幅器也可以对天线单元接收的大功率外部信号进行限幅保护。T/R组件发射通道则是由多级功放链路组成，通常由1～2级小功率放大器对激励信号进行前级驱动，再在末级采用高功率放大器实现大功率放大。控制电路部分由数字移相器、数字可变衰减器、数字开关和驱动控制芯片组成。运用了正反向的环形器，一个当作隔离器用，另外一个作环形器用。

图1 T/R组件原理框图

T/R组件由多个质量特性组成。作为相控阵雷达的收发前端，T/R组件上行通道的发射功率影响着雷达的作用距离，其下行通道的噪声系数则影响着雷达接收的灵敏度，同时其幅相一致性决定着有源天线的增益、指向精度与主副瓣特性。因此，这3个特性为组件最重要的质量特性。这里将T/R组件典型的质量特性进行了分类，如表1所示。

表1 T/R组件主要技术特性分类表

序号项目名称重要程度备注1上行信号功率重要2下行通道噪声系数重要3工作频段一般4功率平坦度一般5上行信号杂散一般6上行信号谐波一般7上行信号包络一般8下行带外抑制一般9下行信号带内增益一般10组件间幅度一致性重要11组件间相位一致性重要12可靠性一般13电磁兼容性一般14环境适应性一般15对外接口轻微16重量轻微17外形尺寸轻微18外观质量轻微

2 抽样检验的介绍和一般步骤

2.1 抽样检验介绍及分类

统计抽样检验方法始于20世纪20年代美国贝尔试验室《一种抽样方法》。1974年国际标准化委员会(ISO)提出了ISO2859，1981年我国发布了GB/T2828，1986年我国针对军工行业发布了GJB179，近些年来GB/T2828 和GJB179又发布了新的版本。

抽样检验是按照规定的抽样方案随机地从一批或一个过程中抽取少量个体进行的检验，根据样本检验的结果判定一批产品或一个过程是否可以接收。抽样检验的特点是：检验对象是一批产品，根据抽样结果应用统计原理推断产品批的接收与否。抽样检验一般用于破坏性检验、大批量检验、流程性材料检验等场合。

抽样检验按检验的目的可以分为预防性、验收性、监督性抽样检验；按照单位产品的质量特性可以分为计数抽样检验、计量抽样检验；按检验场所分为工序检验、外发检验、库存检验、客处检验；按抽取样本的次数分类可以分为一次抽样检验、二次抽样检验、多次抽样检验、贯序抽样检验；按照是否调整抽样可以分为调整型和非调整型检验。

2.2 抽样检验的一般步骤

在抽样检验中批量用N表示，抽样个数用n表示，可接收不合格个数用Ac表示，不可接收的不合格数用Re表示。当抽样中不合格数小于等于Ac则该批次判为接收，当抽样中不合格大于等于Re则判为拒收。计数抽样检验一般的操作步骤如图2所示。

图2 抽样检验步骤

3 T/R组件的抽样方案

3.1 T/R组件接收质量限(AQL)的确定

AQL指当一个连续系列批被提交验收抽样时可容忍的最差过程平均质量水平。它是对生产方的过程质量提出的要求，是容忍的生产过程平均(不合格品率)的最大值。AQL 是描述产品质量过程平均的一个重要指标，是当一个连续系列批被提交验收抽样时可允许的最差过程平均质量水平[1]。

标准《GJB179A-1996 计数抽样检验程序及表》中指出[2]，对于不同类别的缺陷或不合格品可以规定不同的AQL值，还可以在缺陷类别或不合格品类别中划分子类别单独规定AQL值。确定AQL值的方法主要有工程法、相似法、经验法、实验法、计算法、估计法、反推法、模型法等[3]。

根据前文介绍，T/R组件一般具有18个质量特性，分为重要、一般、轻微。考虑不合格对产品性能的影响的严重程度，对应 A类不合格、B类不合格、C类不合格，对应的AQL值依次递减。根据这种情况采用工程法和经验法相结合的模式来确定每类不合格的AQL值。综合T/R组件为雷达中的重要部件、各个等级质量特性的数量，以及对每个项目的检验在后续安装调试及整机测试时的考核情况来确定AQL，如表2所示。这里定义AQL值指每百单位产品不合格数。

表2 T/R组件质量各质量性的AQL值

3.2 T/R组件抽样检验举例

(1) 确定检验项目及判定准则

根据T/R组件的质量特性确定了18个检验项目，其判定标准为产品的任务书和技术条件。

(2) 确定允许接收质量限制(AQL)

根据上文中的分析，对T/R组件18个质量特性进行了分类，进而对T/R组件的不合格等级进行了分类，其中A类不合格2项，B类不合格13项，C类不合格3项。由于不合格项目为多项，将AQL值定义为每百单位产品不合格数。根据上文分析三类不合格的AQL值分别为0.025、0.25、1.0。

(3) 确定检验水平

T/R组件的检验为非破坏性检验，考虑到T/R组件复杂程度、检验费用、生产稳定性，特确定检验水平为II类。

(4) 确定批量大小

一部有源相控阵雷达T/R组件个数有几百甚至上万个不等，而这里的批量指在同一时间段生产并采用元器件、原材料等为一个批次的组件。这里假设批量N=1000。

(5) 确定样本的大小字码

根据T/R组件的批量N=1000，以及检验水平为II类，查GJB179A中表1[2]，对应字码为J。

(6) 确定抽样方式

可以分为一次抽样、二次抽样、多次抽样。这里选择一次抽样。

(7) 确定严格程度

一般严格程度分为正常检验、加严检验、放宽检验。在检验开始时，一般采用正常检验，加严检验和放宽检验应根据已检信息和转移规则选择使用。这里选择正常检验。

(8) 查出样本数和判别标准

根据T/R组件A、B、C三类AQL值及对应字码J，通过查GJB179A中“表2-A 一次正常抽样检验方案”，查得结果如表3。

表3 T/R组件抽样方案

(9) 实物抽样测定样本特性

抽样方式可分为简单随机抽样法、系统随机抽样法、分层抽样法、分群抽样法等方法。考虑到T/R组件生产工序较多，质量特性一般呈随机分布，因此选择简单随机抽样法。为了避免人的主观影响，可以利用简单的计算机程序完成随机抽样。例如，可以利用Matlab软件中的“randperm(N)”生成N个随机数列，然后抽取前n个数字对应的序号产品，然后根据检验文件开展检验工作。

(10) 判别该批接收与否

根据检验结果分别记录A、B、C三类不合格数量。当抽样中不合格数小于等于Ac，则该批次判为接收，当抽样中不合格大于等于Re，则判为拒收。只有三类都判为接收，才能判别该批次接收，否则该批拒收。

4 结束语

本文主要针对大批量T/R组件如何开展抽样检验进行了分析研究，对T/R组件的质量特性进行了分类，重点对各类质量特性接收质量限的确定进行了分析，给出了批量为1000的T/R组件的抽样方案，对大批量T/R组件抽样检验起到了参考作用。随着检验次数的增多，还可以利用过程平均的方法确定AQL值。另外，如何利用统计过程控制来提高T/R组件的生产质量为下一步研究的重点。

[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T 2828.1-2012 《计数抽样检验程序》 第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划，2012-11-05：5.

[2] 国防科学技术工业委员会. GJB 179A-1996 《计数抽样检验程序及表》，1996-06-04：10.

[3] 吴清明. 合格质量水平(AQL)的确定原则和方法[J].《中国标准化》，1995(2).

A study on sampling inspection scheme for T/R modules

REN Xue-feng

(Military Representatives Office of Radar System of the PLA Navy in Nanjing, Nanjing 210003)

T/R module is one of the most important components in the phased array radar, and the phased array radar contains a large number of T/R modules. How to perform the sampling inspection of large quantities of T/R modules is mainly analyzed and studied. The quality characteristics of T/R modules are classified, and the acceptance quality limit (AQL) of various quality characteristics is determined and analyzed emphatically. The sampling scheme of 1000 T/R modules is given, which can play a reference role in the sampling inspection of large quantities of T/R modules.

T/R module; sampling inspection; AQL

2016-04-20

任雪峰(1986-)，男，工程师，研究方向：质量管理。

TN958.92

A

1009-0401(2016)04-0019-03