浅析雷达故障自动检测系统的设计

李宗强 丁珊 王占刚

摘  要：雷达的保障体系所有工作都是为了提高雷达无故障的工作时间。雷达的故障自动检测系统是为了雷达快速及准确的隔离故障到更换的单元，以便于快速维修，从而使雷达的修复时间有所降低，先进的雷达系统都具有完善的故障自动检测系统，这種检测系统对提高雷达的性能、使用性等具有非常重要的作用。

关键词：雷达;故障自动检测系统;设计

一、雷达故障自动检测系统的设计要求

1.1技术要求

雷达系统的自动检测主要的技术指标包含了雷达电气的测量精度，对雷达系统的各个环节都进行检测，主要的技术指标如下：

a.测试时间 b.虚警率 c.故障检测率 d.故障隔离深度 e.故障隔离率 f.雷达电气指标测试。

1.2功能与用途

雷达故障自动检测系统主要功能是通过检测雷达的参数和工作的状态来检测雷达设备的故障，自动检测系统主要功能包含：

（1）利用雷达的内外场来进行检测，实现雷达系统电气指标的测试;

（2）在雷达进行工作状态时，完成雷达工作时的系统检测;

（3）在雷达系统准备工作的时候，完成对雷达系统的工作开始前的自动检测;

（4）在雷达系统维护和保养的过程中，完成对雷达系统各个分系统和零部件的全面检测，并发现故障及时处理;

（5）通过不同的检测方法来进行检测雷达系统，使雷达系统全面得到检测;

（6）通过雷达系统的自动检测，协助雷达在工作过程中完成一系列的测试工作。

1.3设计要求

雷达系统故障自动检测系统虽然是雷达的辅助设备，但是对雷达系统的总数据起到了一定的作用。该系统的设计是根据雷达系统的工作然后进行同步开展设计工作，除了检测雷达系统故障之外，还需要根据雷达系统故障自动检测系统的技术来编制具体的标准，尽可能的把系统做到统一规划、优化设计，达到资源共享，设计要简单明了，注意节约资源并且要提高设计质量。

二、硬件设计

2.1 雷达基本结构

雷达系统的主要结构为主控的计算机、天线系统、波控机、频综、发射机、接收机、伺服、数据处理、显控、同步器与信息交换、供电、环境监测、信号模拟等分系统构成，每个分系统是由一个或多个组合构成的，而每个组合又是由不等数量的零部件组合而成。

2.2 系统总体结构

雷达BITE设计分为四级，每级设计有BITE专用电路，BITE专用电路的总和不应超过总设备电路总和的10%，力求BITE专用电路简单可靠。

（1）第一级为系统级，系统级是在主控计算机的控制下，收集、分析判别、综合处理各分系统的故障信号，把故障分类后其最终检测结果送显控台显示。

（2）第二级为分系统级，分系统级本身设计有自检（脱机工作状态）和接受主控计算机的控制，收集、分析、处理各组合的故障信号，产生故障地址和数据，把结果送系统级。

（3）第三级为组合级，组合级本身设计有自检（脱机工作状态）和接受主控计算机的控制，收集、分析、处理各组合的故障信号，产生故障地址和数据，把结果送组合级。

（4）第四级为可更换单元级，单元级是最基本级，它接受组合级的控制，检测信号的引出、自动采集、数字变换、故障信号综合与形成、故障本地显示和送系统级。

三、系统软件

3.1软件需求

雷达系统故障自动检测软件和硬件设备是雷达系统不能缺少的部分，对提高雷达系统的性能有着很大的意义，为雷达系统提供了一种功能的测试方法，当雷达设备出现故障时，它可以有效的提供故障的位置，也为雷达完成其他的试验和任务支持。根据雷达系统的要求，对软件的需求进行分析，提出测试软件总任务、总目标、主体功能、构成原理，测试方法、安全设计、开发环境、编程语言、接口定义、数据需求、数据库建立、软件测试、软件开发文档编写等这些内容应该有具体说法。

3.2概要设计

根据软件的要求和别的软件的描述和框架的设计，设计软件工作的流程图和决定软件的接口情况，规范数据的完整准确等工作。

3.2.1 总体描述

雷达是一种非常复杂的电子设备系统，但是系统的运行都是在雷达故障自动检测软件上提供有效的支撑的，该软件是集雷达系统功能运行和故障确认为一体的一款软件，是雷达系统必不可少的重要一部分;该软件是为了保障雷达系统的正常工作，在规定的状态下来了解雷达是否在正常运行工作，也是雷达系统进行调试和维护的重要工具，该软件查到的故障诊断结果可以是雷达系统及时做出维护和分析，为加快维护雷达系统提供非常可靠的消息，是雷达系统可以在较短的时间内尽快的恢复正常工作状态并持续进行工作。

3.2.2 总体构成

雷达系统故障自动检测软件的测试包含着雷达系统的软件和硬件检测，而且检测包含这系统的若干和层次，就硬件分为雷达系统、分系统、组合、可更换单元;而软件的测试是在硬件的基础上进行对软件集成测试雷达系统故障自动检测按照操作系统的同步流程来进行测试的。该检测按照操作的流程还可以分为实时测试、工作状态测试和维护中测试、故障分析法、单元软件模块库，雷达各分系统故障数据库软件五部分。雷达系统故障自动检测软件是在硬件的设备下来完成自身的功能的，它主要是为雷达系统提供有效的维护作用和故障诊断及处理作用。

（1）实时监测：实时监测是雷达系统在工作的过程中对各个分机设备的工作状态进行监测，从而得到有利数据向上一级控制模块报告。

（2）战前测试：战前测试是雷达投入战斗之前，对雷达系统的一种监测，为指挥员提供雷达系统是否要进入战斗还是维修状态提供依据。

（3）维护测试：维护测试时非实时的一种监测模式，该测试是对静止状态下的系统设备进行全面的测试，并且对故障设备诊断定位，及时处理故障。

总结

本文章全面的对雷达故障自动检测系统的软件硬件的基本原理架构、设计的思路方法做了报告，由于军用的雷达系统其结构特殊，检测系统有专门相关部门设计，其软件和硬件通用性很小，但基本原理大致相同，如早期的时候BITE大部分是用中、小规模的集成电路，这种电路结构复杂软件较为简单，故障检测率也比较低;目前采用的是嵌入式计算机和标准通信接口协议，而这种电路结构虽然简单，但是软件复杂其功能也非常完善，所有故障检测率也是比较高的。

参考文献

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