参照法在某型雷达整机故障排除中的应用

■ 黄子革 周鹏 张琪 李成/海军航空大学青岛校区 海参信息通信局 海参指挥保障大队

0 引言

参照法是指以一个工作正常的同型号设备分机或组件、一套相同的机械结构等为标准参照物，运用移植、比较、借鉴、对比等手段，查找故障具体部位的方法。

某型着陆雷达普遍配备于各海军航空兵场站，用以实施飞机的精密进场着陆引导。雷达实行双套制配置，包括两套电源系统、收发系统、显示系统、信号处理系统、天线系统和电台。正常情况下，其中一套（路）处于工作状态，另外一套备份，当工作套（路）出现故障时，可迅速切换至备份套（路）工作，以确保飞行保障的连续实施。雷达双套制设计为运用参照法进行故障排除奠定了基础。

1 故障现象描述

某场站进行雷达试机时，发现雷达Ⅰ路工作正常，Ⅱ路收发机加载高压后，操显（操纵员显示机柜）和领显（领航员显示机柜）的显示画面回波弱，不久显示系统死机。

2 故障原因分析

2.1 系统原因

雷达收发系统与天线系统的等效连接如图1所示，从中可以看出，雷达Ⅰ路和Ⅱ路收发系统共用天线馈线系统。由于雷达Ⅰ路工作正常，说明雷达天线馈线系统状况良好，因此，排故时应重点考虑雷达发射信号产生、目标回波接收及其处理通路。

2.2 收发系统原因

雷达收发信号及其处理流程如图2所示。

图1 雷达收发系统与天线系统等效连接示意图

图2 雷达收发信号及其处理流程

雷达处于Ⅰ路工作状态时，其收发信号流程如图2中黑色箭头所示：由Ⅰ路收发机柜收发分机的频率综合器Z5-Z11-1产生10MHz相参基准信号，送操显机柜信号处理分机时钟插件Z6-Z14-1调制为30M发射中频，先后与收发分机的上变频组件Z5-Z11-2一本振AMHz信号、二本振A' MHz信号进行混频产生BMHz射频脉冲，再经固态功放Z5-Z11-3进行功率放大后，送天线向空间定向辐射。目标回波信号被天线接收，经Ⅰ路接收前端Z5-Z11-4限幅、滤波、下变频和初步放大后，先后传送至操显信号处理分机主中放Z6-Z14-10、脉冲压缩插件Z6-Z14-3、MTD插件Z6-Z14-2，进行放大、动目标显示等处理后形成视频信号，再分发至操显显示电路分机Z6-Z15和领显显示电路分机Z7-Z15形成RGB信号，分别在操显指示分机Z6-Z16和领显指示分机Z7-Z16中进行显示。

雷达处于Ⅱ路工作状态时，其收发信号流程如图2蓝色箭头所示，Ⅱ路收发机柜收发分机Z5-Z11和领显的信号处理分机Z7-Z14分别替代Ⅰ路收发分机Z5-Z11和领显的信号处理分机Z6-Z14的相应器件工作，其他信号流程与Ⅰ路工作情况相同。

2.3 信号处理系统原因

由于Ⅰ路工作正常，说明黑色箭头通路正常，即Ⅰ路收发分机Z5-Z11、操显信号处理分机Z6-Z14、操显显示电路分机Z6-Z15和领显显示电路分机Z7-Z15、操显指示分机Z6-Z16和领显指示分机Z7-Z16正常。因此，可进一步将故障隔离至Ⅱ路收发分机内频率综合器Z5-Z11-1、上变频组件Z5-Z11-2、固态功放Z5-Z11-3、接收前端Z5-Z11-4和领显机柜信号处理分机时钟插件Z7-Z14-1、MTD插件Z7-Z14-2和脉冲压缩插件Z7-Z14-3等7个器件。

2.4 显示信号原因

图3 10M相参基准实测波形

Ⅱ路工作状态时，显示画面有回波，但是回波弱，说明Ⅱ路状态时回波信号或者接收机内部噪声已经过限幅、下变频、放大等处理，一般情况下能够说明信号处理部分没有问题，即Ⅱ路收发分机接收前端Z5-Z11-4以及领显信号处理分机的MTD插件Z7-Z14-2和脉冲压缩插件Z7-Z14-3没有问题。经检查，MTD插件和脉冲压缩插件自检指示灯全亮，确认这两个插件工作电源及其控制程序加载正常。因此，可进一步将故障压缩至Ⅱ路收发分机的频率综合器Z5-Z11-1、上变频组件Z5-Z11-2、固态功放Z5-Z11-3和领显信处时钟插件Z7-Z14-1等4个器件。

2.5 发射通路原因

检查Ⅱ路收发分机Z5-Z11面板，发现“工作”指示灯不亮，进一步说明发射机工作不正常，确认排故重点应该是分析Ⅱ路收发分机发射通路。

3 故障排除过程

按照发射信号流程，分别检查Ⅱ路收发分机的频率综合器Z5-Z11-1、上变频组件Z5-Z11-2、固态功放Z5-Z11-3和领显信处时钟插件Z7-Z14-1的输入和输出信号。

1）用示波器测量Ⅱ路频率综合器Z11-1输出的10M相参基准信号，实际测试波形如图3所示，参照该信号标准波形，情况正常，排除了Ⅱ路频率综合器Z5-Z11-1故障的可能性。

2）用示波器测量领显信处时钟插件Z7-Z14-1输出的发射中频信号，实际测试波形如图4所示，参照该信号标准波形，情况正常，排除了时钟插件Z7-Z14-1故障的可能性。

图4 发射中频实测波形

3）用ZCL-XX型综合测试仪测量Ⅱ路收发分机上变频组件Z5-Z11-2输出的射频信号频率，发现其频率超出测试仪的频率测试和查询范围（上变频组件输出射频信号频率为B±1MHz，而测试仪的频率测试查询范围为(B-270～B+210)MHz）。说明Ⅱ路上变频组件Z5-Z11-2输出射频信号频率不正常。检查上变频组件Z5-Z11-2电源+12VⅡ工 作正常。鉴于Ⅱ路收发分机上变频组件Z5-Z11-2电源和输入信号正常，而输出信号不正常，因此判定Ⅱ收发分机的上变频组件Z5-Z11-2故障。

4）用Ⅰ路收发分机的上变频组件或者备件替换Ⅱ路上变频组件后，Ⅱ路工作状态时操显和领显的显示画面回波恢复正常。至此，完成了模块级故障的定位和排除。

4 结束语

运用参照法进行故障排除，具有操作简便、效果直观、定位快捷等优点。着陆雷达的收发、天线、显示、信处系统的双套体制特点，使其能够比较方便地运用工作正常的一套系统及其器件进行同类对比、参照或者原位替换。

不过，参照排故法如果使用不当，也会造成重复坏件、排故误导等问题，因此应用过程中务必注意以下事项：

1）雷达系统庞大，大多故障的故障现象能够在多个部分呈现，应在故障排除前运用直观排故法全面观察故障现象，详细分析原因，做出初步判断后，有目标地对具体部位进行参照比较，避免盲目使用参照和替换。

2）雷达信号交联关系复杂，故障排除时往往需要进行整机信号的寻迹及其参照，因此故障排除人员应熟练掌握整机信号流程，确保参照对比过程正确可信，避免将故障分析和排除工作带入错误的方向。