某雷达高压控保部件研制

作者/黄向清、汪铭东，92932部队

某雷达高压控保部件研制

作者/黄向清、汪铭东，92932部队

通过分析基本工作原理，采用功能研仿的方法，研制成功了某雷达的高压控保部件，解决了该部件的备件供应难题。

发射机；控保部件；备件

引言

高压控保部件是某雷达的关键部件之一，在充分掌握其工作原理和组成结构的基础上，采取功能研仿的思路，运用优化设计，研制的新备件实现了全部功能，经检验和试验证明，其技术参数符合要求，工作稳定，完全可替代原备件使用，解决了该部件的备件供应难题。

1.功能作用分析

雷达发射机一般都具有工作电压高，微波功率大的特点，因而安全风险高，若设计考虑不周全，或操作使用不当，易引发事故。高压控保部件是该型雷达系统发射机的高压控制、保护装置，其主要功能作用是：在高压准备阶段，相关条件不具备时，禁止高压接通；在高压工作阶段，相关部件工作不正常时，自动切断高压。通过控制保护，防止故障扩大，避免对人身和设备造成损害；同时，接收显控台指令，控制发射机工作；产生相应状态监测信号，送给后级BIT电路，对设备操作、维修人员进行提示。

（1）接收发射机各部件送来的工作状态信号，进行电平转换和逻辑运算，形成检查发射设备状态的各种信号，并输出给显控台，当某个信号异常，偏离检测阈值时，输出故障信号到显控台，并自动切断高压；形成给显控台的发射机状态信号：“预热”、“准备”、“高压”、“故障”。

（2）保证低压正常且预热一段时间后才能接通高压，确保发射机电真空器件充分预热。

（3）在进行发射机维护保养和检修时，切断发射机同显控台的联系，使发射机处于“本控”状态；正常工作时，处于“遥控”状态，发神经受控于显控台。

（4）对触发信号进行调理，经缓冲放大后，输出给调制器作为调制脉冲。

（5）输出15V、5V直流稳压电源。

2.组成结构与原理分析

本部件主要由3块印制电路板（A1-A3）和4组电源组成。由于输入的各分机的工作状态取样检查信号的幅度、极性不一，首先用比较器、电平匹配电路等对输入信号进行归一化变换，形成标准信号，再经过各种逻辑运算，缓冲放大后输出。部件原理框图如图1所示。

（1）A1板。D1-D4是电压比较器，正常时均输出“1”。D9、D10是4位同步加/减计数器，4、5脚是时钟端， 11脚为并行置入控制端，正常时，一直为“0”， D8.2 对“天线/等效”状态信号进行“或非”运算，当它的两个输入端都是低电平时，表示“天线/等效”转换未到位，送出信号禁止高压接通。

（2）A2板。D1和V2.1、C7、R7、R8等组成振荡器，D4、D6、D7、D9是计数器,以上电路一起组成发射预热定时电路；二极管V3-V7组成与门，D11是电压比较器，若5路灯丝信号中任何一路为“0”，则X1-13输出故障信号，同时本部件“发射装置故障”灯亮，A1板的振荡器和分频器清0，停止工作。

（3）A3板。D8.1-8.4组成R-S触发器，在高压接通状态，D8.1－1输入为“0”，D8.2-6输出保持原态，禁止天线/等效开关转换； D5.1与D3.1、D9.1、 V1.1组成高压控制器，

图1 高压控保部件原理框图

在各种信号都正常时，由面板按键开关或控制台送来的电平控制高压的接通与断开。

（4）电源。用对输入的8V和18V直流电源进行稳压滤波，产生5V、15V直流电源。通过对输出进行采样，再与基准电压进行比较，产生的误差电压放大后控制调整管，使输出电压保持稳定；同时送出电源检查信号。

3.高压控保部件的研制与调试

研制过程中，主要遵循一些基本原则：首先，研制备件的外部机械定位尺寸和电气输入输出关系应与原备件相同，与系统兼容，实现原备件的全部功能，电气性能不低于原备件；其次，尽量选用标准化、通用化、高可靠性的元器件，保证器材来源渠道；再次，充分运用优化设计和可维修性设计，尽量采用成熟技术；最后，要按相关规定逐步进行充分的测试与试验。

研制工作开始后，首先认真研究设备图纸资料，熟悉整机工作原理，结合日常积累的经验和数据，深入理解备件的工作原理、所完成的功能和输入输出、信号关系，细化任务书。然后，开始测绘备件的机械尺寸，校对电路结构，分析元器件，绘制电原理图和PCB图等各种工程图纸。

之后，开始落实器件来源，进行器件采购和定做。按图纸进行机械加工，电路板制作，备件装配。在完成备件组装后，搭建了试验室测试平台，对备件进行实验室调试和测试。在有充分把握后，将备件进行上机试验、调试，并进行相关后续处理。

经过一段时间的努力，研制的备件顺利通过上机试用，各项指标均达到原部件的指标，完全可以替代原部件。

4.结束语

本部件研制的主要困难主要在于：一是安全要求高，稍有不慎，易造成事故；二是信号关系复杂，且信号形式和电平不一；三是结构紧凑，元器件多，机械加工比较复杂；四是部分器件自成体系，与通用器件差别较大，难以替代；五是技术资料缺乏，试验困难。

研制过程中，有些经验做法可供参考：一是实现了绝大部分器件的通用化替代，保证器材采购渠道通畅；二是对局部电路进行了优化改进，如原部件的四组电源全部采用分立元件，电路复杂，新备件选用稳压集成块替代后，不仅输出电压稳定度高，而且电路结构简单；三是编制了技术条件、调试细则、接线图和接线表等齐全的技术资料，给备件连线增加了接线号，给后续维修工作带来很大方便。

＊ [1]《运算放大器权威指南（第四版）》Bruce Carter.人民邮电出版社.2014.06

＊ [2]《Altium Designer 6.0原理图与PCB设计》张睿等.电子工业出版社.2007.06