航空电子设备自动化测试及关键技术研究

范兴瑞

摘 要：本文在介绍航空电子设备自动测试技术的基础上，还较为深入地分析了我国航空电子设备自动化测试的相关关键技术，并提出了宽带微波系统和故障自动诊断是当前我国航空电子设备自动化测试的关键技术手段。

关键词：航空电子设备；自动化；测试；关键技术；发展；故障

中图分类号：TP274 文献标识码：A

当今社会就是信息化战争的社会，为了进一步适应信息战条件下的作战要求，确保在电磁环境下还能够占据信息的主导位置，就要求信息作战平台装备的电子设备也逐渐复杂化、多元化，这些作战平台装备性能的好坏也会直接影响到整个信息作战的最终走向，而且这一复杂状况也给我们的设备维修人员在设备的维护上带来了非常大的困难。传统的维护模式一般都是对测试之后的设备根据测试的结果来对设备故障进行定位，一般定位的准确程度与维护人员的工作经验是有直接关系的，由于作战平台的装备一般较为复杂，不仅包含了雷达以及电子干扰等多种设备，而且随着信息技术的不断发展，设备新技术的引进，也使得技术管理人员在短时间内很难对电子设备都熟记于心，我们的维护人员刚刚记住这些电子设备，又出现了新的电子设备，工作人员维护认知的速度跟不上技术更新的速度，因此设备的后期维护也会很难得到进一步的保障。

1.计算机技术及自动化测试技术

当前社会发展主要是信息技术的发展，现代计算机技术以及自动化测试技术的发展也为我国的航空电子设计技术提供了有效的保证。同时也让设备的测试和故障诊断都进一步实现了自动化處理。自动化技术的出现也进一步保证了航空电子设备的准确程度和故障检测率。由于测试和故障定位都是自动测试系统自主完成的，这样一来也极大降低了航空设备维护工作人员的素质要求，也正是因为这一特点也受到了人们的普遍关注，一般来说，自动化测试设备在使用阶段的频率是非常高的，而且使用起来也非常方便，但是这种自动化测试技术的难度是非常大的，自动化测试技术的发展在航空电子设备领域的用途非常广泛，我们此次主要就是针对自动化测试中的关键技术进行了详细地分析和探讨。

2.航空电子设备自动化测试关键技术难点分析

2.1 宽带微波系统

电子设备的功能随着设备的不断发展更新而变得愈加复杂，而且频带也非常的宽，一般来说，一个平台上的电子设备所覆盖的频段有时会到毫米波。也就是说我们的测试设备，其测试资源也一定要覆盖到整个被测试对象的应用频带上。

（1）大功率超宽带微波元件

我们的研究人员为了测试电子设备中发射机输出输入信号的功率以及频谱的参数信息，将发射机的输出信号经衰减器降低之后再进行数据测量。因此大功率的超宽频带衰减器微波元件是一定要存在的，但是由于受到电子元器件材料等外部因素的制约，使得在通信频段的超宽频带都已经非常成熟，但在雷达波段上，成熟度远远没有通信频段的成熟度高。所以说我们在航空电子设备自动化测试领域中，关键技术的研究重点主要集中在了雷达频段的研制上。

（2）超宽带天线技术

由于航空电子设备的覆盖频带范围非常广泛，因此所测试设备中采用的辐射天线也一定要运用宽频带的辐射天线，而且我国的航空电子设备元器件中，在雷达频段采用的宽带天线主要有平面螺旋天线和对数周期天线，在通信频段一般采用的是刀形天线。

2.2 故障自动诊断技术

对电子设备进行自动测试的主要目的就是为了检测雷达性能以及相关的电子元器件技术指标是否能够达到正常的标准，然后在根据检测的最终结构对故障进行精准定位，故障自动诊断技术是当前航空电子技术自动化测试中关键的技术手段，目前故障诊断的方法主要分为以下3类。

（1）基于解析模型的故障诊断

这一方法要建立在被测对象的数学模型上，通过将被测对象的可测信息由模型与检测信息进行比较，然后对产生的残差进行阶段性的处理，进而实现故障的有效诊断，而我们的维护人员还要根据残差的产生形式来采取不同的检测方法，目前较为常用的测试方法就是状态估计法和参数估计法，运用这两种方法进行维护是非常有效果的。其中，状态估计法的根本原理就是利用被测对象的解析模式以及可测信息设计的检测滤波器，运用滤波器来重建被测对象的可测变量，然后对系统的状态进行评估并构成残差序列，然后在序列中检测当中存在的故障，这样就能够对故障进行深入地分析。而此时要求的是所设计的系统都是可观测系统，这样进行维护工作也会更加方便。

（2）基于信号处理的故障诊断

这一方法主要是利用信息信号模式直接分析可测信号，提取信号与信号之间的幅值和频率等特征值，将这些数据信息用于故障的检测上，目前这一信号模式可测信号的方法有基于小波变换的方法、基于信息融合的方法以及基于自适应滤波器的方法等，在这些方法中，基于小波变换方法的多辨力分析特点非常的明显，它并不需要对象的数学模型，而且输入信号的要求也相对较低，计算量也在可靠的范围之内，可以说这是一种很有发展前途的故障诊断方法。

（3）基于解析的故障诊断方法

这一故障诊断方法主要是依靠已知被测对象的紧缺数学模型，由于在很多的系统中，精确数学模型是很难得到的，而基于解析的诊断方法需要已知对象的数学模型，这一方法还随着不同使用环境和不同的使用领域而分为基于症状的方法以及基于定性模型的方法。

目前基于症状的方法主要包括神经网络法、模式识别法以及专家系统法等，而在神经网络方法中，运用最多的就是基于多层次的感知器神经网络理论，神经网络故障诊断方法的自适应能力也是非常强的。

3.航空电子设备故障自动诊断的关键技术分析

故障诊断技术在理论上取得的进步比较大，但是一些关键技术问题并没有得到真正的解决，主要的原因是因为故障诊断的敏感性问题，也就是说被测对象的故障具有较高敏感性的同时，对噪声、干扰的不敏感性也是非常的明显，这也就导致很多的故障诊断出现失误的几率会加大。再有就是要求我们的故障诊断人员找寻出合适的科学的诊断方法，设计出合理的计算机诊断软件，不断提升故障诊断的速度，并能够对故障进行实时诊断。第三还要求我们的研究人员设计出先进的故障诊断技术，创建一个完善的诊断系统，实现故障自主诊断。最后还要求我们的维护人员利用多故障假设模型，从而实现多故障的诊断耦合，进一步解决故障与故障之间存在的耦合问题，更好地实现对故障的诊断和解决。

结语

航空电子设备自动化测试是我国一直不断研究的高精准高深度测试系统，我们此次分析了电子设备自动化测试以及故障诊断的相关关键技术问题，通过分析我们得知，被测设备本身的可测量性能的好坏会直接影响到测试的最终结果，而航空电子设备自动化测试关键技术中，设备采用模块化结构以及相关的故障诊断方法对提高航空电子自动化测量的效果和故障诊断的效果都是非常有帮助的，希望此次探讨可以为我们航空电子设备的自动化测试发展提供有效的帮助。

参考文献

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