雷达故障自动修复设计分析

王太斌



雷达故障自动修复设计分析

王太斌

中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031

随着我国科技水平不断提高，雷达的性能指标要求也在不断提高，雷达系统更加复杂。由于系统的复杂性造成雷达故障频发，需要操作人员进行不断检修，降低了雷达的可靠性。研究发现，通过计算机控制系统进行故障自动修复，能有效提高雷达可靠性，降低维修成本。

雷达；故障；自动修复设计

雷达是一种较为复杂的大规模电子产品，因此在使用中易出现故障，导致设备性能降低。工作人员主要是对雷达的状态进行检测和跟踪，但是对于雷达故障不能及时发现与预防，从而使雷达的可靠性下降。为了保证雷达的可靠性，建立雷达故障的自动修复系统，让雷达在发生故障时可以进行自动修复，保障雷达的使用性能。因此本文对雷达故障自动修复设计进行分析和探讨。

1 雷达故障自动修复设计

1.1 系统设计

系统设计分为计算机硬件设计与软件设计，其中硬件主要包括数据采集、数据处理与计算机监控设备，软件包括在硬件平台中实现故障相关、状态特征数据提取及控制修复功能等[1]。硬件设计中的数据采集传感器是对雷达各个系统中的运行参数进行采集；数据处理是指对传感器采集的数据信息进行处理，与标准设计数据比较，将处理后的数据特征值输出到计算机，计算机监控根据雷达的运行状态进行合理处理，通过计算机判断是否要启用冗余设备或报警。

1.2 状态采集

状态采集是雷达故障自动修复设计的重要基础，根据各个系统组成的检测电路，利用计算机接口和网络进行在线监测，将状态数据信息输出到计算机，进行集中控制[2]。例如雷达的速调管出现故障时，会影响雷达的发射功能，通过对雷达发射功率进行检测，实时对速调管输出功率进行检测，将检测的发射功率输出到计算机，计算机将获取到的发射功率信息与标准值进行比较，发现发射功率出现下降，对故障进行预测。如图1所示：

图1 状态分布采集与分层处理示意图

1.3 冗余设计

冗余设计是在雷达中的单个系统或组件发生故障时，为了保障系统的可靠性，或在系统无法进行停机修复时，冗余设计的优势变得以体现出来，冗余设计有多种形式，主要有并联冗余、串并联组合冗余设计、并串联组合冗余设计。其中并联冗余是具有n个相同功能的工作模块并联构成，只要其中1个模块能正常工作，则系统能正常工作，但当工作模块不断增加，设备成本、设备重量也在不断增加，雷达的机动性功能降低，因此在设计中一般将固定站的雷达并联冗余设备设为2[3]。如图2所示：

图2 并串冗余示意图

1.4 故障自动修复

故障自动修复主要是在状态采集的基础上，利用监控计算机和冗余设备独自进行故障修复[4]。例如在雷达中，功率检测模块发现速调管的功率下降到某一范围时，监控计算机会对操作人员进行检查维修的提醒，当速调管功率下降到有可能会发生故障时，监控计算机就会启动备份发射机，完成设备的切换工作，保障系统的性能和可靠性。

1.5 故障自动修复使用限制

在冗余设计中，要求监控计算机的可靠性良好，才能保障雷达任务可靠。但在冗余设计中增加了设备量，增加系统重量和投资金额，影响到雷达机动性功能。因此对于故障自动修复功能的设计需要监控计算机具有良好的可靠性，以及数据采集传感器采集的数据具有高可靠性，在这个基础上优化冗余设计，使冗余设计中的设备量能达到雷达重量、成本与机动性的要求，才能从根本上提高雷达系统可靠性。

2 结语

综上所述，雷达故障自动修复设计是建立在状态采集数据的高可靠性，以及监控计算机可靠性良好的基础上，通过监控计算机，对雷达系统故障自动修复功能进行实时控制，减少操作人员对故障的检查和维修时间成本，降低维修费用，保证了雷达系统的使用功能。

[1]沈浩浩，刘庆华，刘庆，唐翥.基于物联网的雷达装备远程维修支援系统研究[J].空军预警学院学报，2013，6（4）：435-439.

[2]汪俊，高玉春.虚拟仪器在天气雷达接收机测试中的应用[J].气象科技，2013，6（4）：998-1002.

[3]张垚，尹春光，刘强.上海世博园风廓线雷达TWP3发射机控制系统设计与实现[J].气象科技，2012，1（9）：15-19.

[4]汪章维，裴翀，胡学英.CINRAD/SA天气雷达灯丝电源改进电路[J].气象科技，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