雷达系统的维护保养与预防性维护

厉小翅 宋亚伟 颜建

摘 要：雷达系统是一种重要的探测设备，需要进行维护保养和预防性维护，以保证其正常运行和延长其使用寿命。本文介绍了相关概念、方法和案例，分析了管理问题和挑战，并提出了未来的研究方向。雷达系统的维护保养和预防性维护需要制订并实施合理有效的方案，依赖于先进的技术和方法，考虑雷达系统所属的组织结构和管理制度，以及雷达系统所服务的任务需求和效益评估，以实现雷达系统维护保养和预防性维护的优化配置和协同管理。

关键词：雷达系统；维护保养；预防性维护；管理

一、概述

雷达系统是一种利用电磁波进行探测、定位、跟踪、识别和测量目标信息的设备，具有广泛的军事和民用应用。在空中交通管制、气象预报、导航定位、遥感测绘、地震监测、海洋探测等领域发挥着重要作用。雷达系统也是国防安全和现代战争的重要组成部分，能够实时为军队提供对敌方目标的侦察、预警、干扰、打击等能力。

由于雷达系统的复杂性和高精度要求，其维护保养工作具有很高的技术性和专业性，对于保证雷达系统的正常运行和延长其使用寿命至关重要。雷达系统维护保养工作包括对雷达系统进行定期检查、清洁、调试、更换零部件等操作，以及对雷达系统出现故障时进行及时诊断和修复［1］。雷达系统维护保养工作不仅需要综合考虑雷达系统本身的技术特性和工作环境，还需要考虑雷达系统所属的组织结构和管理制度，以及雷达系统所服务的任务需求和效益评估。

预防性维护是一种主动的维护保养方式，旨在通过提前发现和消除潜在故障，避免或减少雷达系统出现突发故障或停机时间，从而提高雷达系统的可靠性和可用性。包括对雷达系统进行定期或条件触发的检测、测试、分析等操作，以及根据检测结果制定和执行相应的维护保养措施。预防性维护需要依赖于先进的检测设备、数据分析方法和决策支持系统，以实现对雷达系统状态的实时监测和智能诊断。

本文旨在介绍雷达系统的维护保养与预防性维护的相关概念、方法和案例，以及分析雷达系统维护保养与预防性维护的管理问题和挑战，并提出一些未来研究方向。

二、雷达系统的维护保养

雷达系统的维护保养工作是一项经常性的工作，工作量大而又细致。除平时在观测过程中发现和处理的一些问题外，大量的保养工作需要通过定期维护保养来完成。如在信号处理软件中，对雷达的各个系统状态做检查。当雷达出现问题时，可以从软件界面直接看出雷达故障发生部位［2］。

（一）雷达系统常见故障及处理方法

雷达系统由多个子系统组成，每个子系统又包含多个部件或模块。因此，雷达系统可能出现多种类型和级别的故障，影响其功能或性能。根据故障发生的位置和原因，可以将雷达系统故障分为以下几类。

电源故障：指由于电源供应不稳定或中断导致雷达系统无法正常启动或运行的故障，如电源线断裂、电源开关故障、电源保护装置故障等。

信号故障：指由于信号发生、传输或接收过程中出现异常导致雷达系统无法正常探测或显示目标信息的故障，如信号源故障、天线故障、信号线故障、信号处理器故障、显示器故障等。

控制故障：指由于控制系统或人机交互设备出现异常导致雷达系统无法正常响应指令或操作的故障，如控制器故障、键盘故障、鼠标故障、触摸屏故障等。

环境故障：指由于雷达系统所处的环境条件不符合要求或发生变化导致雷达系统无法正常工作的故障，如温度过高或过低、湿度过大或过小、灰尘过多、电磁干扰过强等。

处理雷达系统故障的方法主要有以下几种：

重启或复位：指通过重新启动雷达系统或重置部分参数来恢复其正常状态的方法，适用于一些暂时性或偶然性的故障，如軟件卡死、参数设置错误等。

调整或校准：指通过调整雷达系统的部件或模块的位置、角度、电压等参数来改善其功能或性能的方法，适用于一些由于长期使用或环境变化导致的偏差或误差，如天线偏移、信号失真等。

更换或维修：指通过更换雷达系统的部件和模块或对其进行维修来恢复其功能或性能的方法，适用于一些由于损坏或老化导致的失效或降级，如电源线断裂、信号源损坏等。

（二）雷达系统的日常维护保养

常见雷达系统的日常维护保养主要包括以下几个方面。

1.定期清洁雷达系统以保持其良好状态

定期对雷达系统的外部和内部进行清洁，去除灰尘、污垢、油渍等杂物，防止其影响雷达系统的正常功能或性能。清洁时应使用合适的工具和材料，避免划伤或损坏雷达系统的部件或模块。清洁时应注意断开电源，防止触电或短路事故发生。

2.检查雷达系统的部件或模块以发现并排除异常现象

定期对雷达系统的部件或模块进行检查，检查其是否有损坏、松动、磨损等异常现象，以及是否有异响、异味、异色等异常信号。检查时应使用合适的仪器和方法，避免误判或漏判。检查时应注意安全，防止触碰高压或高温部件。

3.调试雷达系统以确保其正常运行和满足性能要求

定期对雷达系统进行调试，调试其是否能够正常启动和运行，以及是否能够满足功能和性能要求。调试时应使用合适的测试设备和程序，避免误操作或误测。调试时应注意记录数据和结果，以便分析和评估。

（三）雷达系统的紧急维护保养

雷达系统的紧急维护保养是指在雷达系统出现故障或异常时进行的一些紧急操作，以恢复其功能和性能或防止其进一步恶化。雷达系统的紧急维护保养主要包括以下几个方面。

1.快速诊断雷达系统的故障或异常以确定处理方法

在雷达系统出现故障或异常时，快速确定其发生的位置和原因，以便采取相应的处理方法。诊断时应使用合适的诊断设备和方法，避免误诊或漏诊。诊断时应注意安全，防止触碰高压或高温部件。

2.采取相应的处理方法以恢复或保护雷达系统的功能

在雷达系统出现故障或异常时，根据其类型和级别，采取相应的处理方法。如重启、复位、调整、校准、更换、维修等，以恢复其功能或性能或防止其进一步恶化。处理时应使用合适的工具和材料，避免造成二次损坏或降级。处理时应注意记录数据和结果，以便分析和评估。

3.及时报告雷达系统的故障或异常信息以便进行改进

在雷达系统出现故障或异常后，及时向上级或相关部门报告其发生的时间、地点、原因、处理方法和结果等信息，以便进行统计、分析和改进。报告时应使用合适的格式和语言，避免遗漏或错误。

三、雷达系统的预防性维护

（一）预防性维护的定义和意义

预防性维护是一种主动的维护保养方式，旨在通过提前发现和消除潜在故障，避免或减少雷达系统出现突发故障或停机时间，从而提高雷达系统的可靠性和可用性。与传统的修复性维护（即在雷达系统出现故障后才进行维护保养）相比，预防性维护具有以下优点：可以提高雷达系统的运行效率和使用寿命，降低能耗和废物率；可以降低雷达系统的维护保养成本和风险，减少人力和物力投入；可以提高雷达系统的安全性和稳定性，减少事故和损失；可以提高雷达系统的服务质量和用户满意度，增加信誉和竞争力。

预防性维护的定义可以根据不同的标准进行划分，如根据时间间隔、条件触发、状态监测等。本文采用以下定义：

定期预防性维护：指按照预先设定的时间间隔对雷达系统进行预防性维护的方式，如每月、每季度、每年等。定期预防性维护具有操作简单、规范明确、易于管理等特点，但也存在一些缺点，如可能过度或不足地进行预防性维护、不能及时响应雷达系统状态变化等。

条件预防性维护：指根据预先设定的条件触发对雷达系统进行预防性维护的方式，如当雷达系统的某个参数达到或超过某个阈值时。条件预防性维护具有操作灵活、适应性强、能够及时响应雷达系统状态变化等特点，但也存在一些缺点，如需要设定合理的条件和阈值、需要监测和判断条件是否满足等。

状态预防性维护：指根据雷达系统的实时状态监测和分析对雷达系统进行预防性维护的方式，如当雷达系统的状态出现异常或趋势时。状态预防性维护具有操作智能、精确度高、能够提前发现和消除潜在故障等特点，但也存在一些缺点，如需要使用先进的监测设备和分析方法、需要处理大量的数据和信息等。

（二）预防性维护的实施步骤

预防性维护的实施步骤可以根据不同的预防性维护方式进行调整，但一般包括以下几个步骤：

1.规划预防性维护的目标、策略和计划

根据雷达系统的特性和需求，制定预防性维护的目标、策略、计划和资源分配等内容，以指导预防性维护的实施。定期预防性维修策略是指根据装备的运行经验以及运行期间获得的装备故障数据，制订出相对应的维修计划，该维修计划通常是每隔一定时间对装备进行维护和保养以及对装备的一些故障零部件进行更换［3］。规划时应考虑雷达系统的功能和性能要求、工作环境和条件、历史故障数据和分析、预防性维护的成本效益等因素。

2.检测雷达系统的状态和性能

对雷达系统进行定期条件触发或状态监测，获取雷达系统的相关参数和信号，以评估其状态和性能。检测时应使用合适的检测设备和方法，避免干扰或损坏雷达系统，还应注意记录数据和结果，以便分析和评估。

3.分析检测数据和结果以判断预防性维护的需求

对检测到的数据和结果进行分析，判断雷达系统是否存在潜在故障或异常及是否需要进行预防性维护。分析时应使用合适的分析方法和工具，避免误判或漏判，还应注意生成报告和建议，以便决策和执行。

4.执行相应的预防性维护措施以消除或预防故障

根据分析得到的报告和建议，执行相应的预防性维护措施，如清洁、调整、校准、更换、维修等，以消除潜在故障或异常，或提高雷达系统的功能或性能。执行时应使用合适的工具和材料，避免造成二次损坏或降级，应注意记录数据和结果，以便分析和评估。

5.评估预防性维护的执行效果和改进空间

对预防性维护的执行效果进行评估，评估其是否达到了预期目标，以及是否有改进空间。评估时应使用合适的评估方法和指标，避免偏差或误差，还应注意生成报告和反馈，以便总结和改进。

（三）预防性维护的应用案例

以下是一些关于雷达系统预防性维护的应用案例：

案例一：美国空军对其某战斗机上搭载的AN/APG77有源相控阵雷达进行了一项名为“自适应诊断与修复”的预防性维护项目。该项目利用了人工智能技术，通过对雷达系统进行实时状态监测和分析，自动识别和定位故障，以及自动调整和修复故障。该项目大大提高了雷达系统的可靠性和可用性，降低了维护保养成本和时间。

案例二：中国海军对其某型驱逐舰上搭载的H/LJG346A多功能相控阵雷达进行了一项名为“智能预防性维护”的预防性维护项目。该项目利用了大数据技术，通过对雷达系统的历史故障数据进行挖掘和分析，建立了故障预测模型，以及制订了预防性维护计划和措施。该项目有效地预防了雷达系统的故障发生，提高了雷达系统的性能和寿命。

案例三：英国皇家空军对其哨兵预警机上搭载的AN/APY2旋转天线雷达进行了一项名为“条件预防性维护”的预防性维护项目。该项目利用了传感器技术，通过对雷达系统的关键参数进行实时监测和记录，设置了相应的条件和阈值，以触发预防性维护操作。该项目及时地发现并消除了雷达系统的潜在故障，保证了雷达系统的安全运行。

四、雷达系统维护保养与预防性维护的管理

（一）雷达系统维护保养与预防性维护的计划与执行

雷达系统维护保养与预防性维护的计划与执行是指根据雷达系统的特性和需求，制订并实施合理有效的维护保养与预防性维护方案，以保证雷达系统的正常运行和延长其使用壽命［4］。雷达系统维护保养与预防性维护的计划与执行主要包括以下几个方面：

（1）明确并量化雷达系统维护保养与预防性维护的目标。提高雷达系统的可靠性、可用性、效率、寿命等指标，以及降低雷达系统的故障率、停机时间、成本等指标。

（2）选择并优化雷达系统维护保养与预防性维护的策略。选择合适的维护保养方式（如修复性、定期、条件、状态等）、频率（如每日、每周、每月等）、范围（如全面、部分、重点等）、方法（如清洁、调整、校准、更换、维修等）等。

（3）制订并调整雷达系统维护保养与预防性维护的计划。确定具体的时间表（如何时进行）、任务分配（谁来进行）、资源配置（需要什么设备、材料、人员等）、流程设计（如何进行）等。

（4）按照计划实施雷达系统维护保养与预防性维护的操作。按时按质按量完成维护保养与预防性维护任务，以及记录并报告维护保养与预防性维护的数据和结果等。

（二）雷达系统维护保养与预防性维护的成本管理

雷达系统维护保养与预防性维护的成本管理是指根据雷达系统的特性和需求，控制并优化雷达系统维护保养与预防性维护的成本，以提高雷达系统的效益。雷达系统维护保养与预防性维护的成本主要包括直接成本、间接成本和隐含成本。直接成本指直接用于雷达系统维护保养与预防性维护的成本，如设备、材料、人工、能源等。间接成本指由于雷达系统维护保养与预防性维护而产生的成本，如停机时间、运输费用、管理费用等。隐含成本指由于雷达系统故障或降级而造成的成本，如修复费用、损失费用、罚款费用等。

雷达系统维护保养与预防性维护的成本管理主要包括预算、节约、优化和评估四个方面。预算指根据雷达系统的特性和需求，以及历史数据和分析，制定并调整雷达系统维护保养与预防性维护的预算，如确定合理的成本目标、限额、分配等。节约指通过采取各种措施，降低雷达系统维护保养与预防性维护的直接成本、间接成本和隐含成本，如提高设备利用率、降低材料消耗率、提高人员效率、减少停机时间等。优化指通过采取各种措施，提高雷达系统维护保养与预防性维护的效益，如提高雷达系统的可靠性、可用性、效率、寿命等指标，以及降低雷达系统的故障率、停机时间、成本等指标［5］。评估指对雷达系统维护保养与预防性维护的成本和效益进行评估，评估其是否符合预算和目标，以及是否有改进空间。评估时应使用合适的评估方法和指标，避免偏差或误差。评估时应注意生成报告和反馈，以便总结和改进。

（三）雷达系统维护保养与预防性维护的效果评估

雷达系统维护保养与预防性维护的效果评估是指根据雷达系统的特性和需求，评价并改进雷达系统维护保养与预防性维护的执行效果，以提高雷达系统的质量和满意度。雷达系统维护保养与预防性维护的效果主要包括功能、性能、可靠性、可用性和寿命等方面。

功能指雷达系统是否能够正常启动和运行，以及是否能够满足功能要求，如探测、定位、跟踪、识别和测量目标信息等。性能指雷达系统是否能够达到或超过性能要求，如探测距离、探测精度、探测速度、探测范围、探测分辨率等。可靠性指雷达系统在规定的时间和条件下不出现故障或异常的概率及出现故障或异常后能够恢复正常状态的能力。可用性指雷达系统在规定的时间和条件下能够正常工作的概率和不能正常工作时所占用的时间比例。寿命指雷达系统在规定的时间和条件下能够正常工作的期限，以及在此期限内所需进行的维护保养次数和程度。

雷达系统维护保养与预防性维护的效果评估主要包括监测、分析、改进和验证四个方面。监测指对雷达系统进行定期或条件触发或状态监测，获取雷达系统的相关参数和信号，以评价其功能和性能。分析指对监测得到的数据和结果进行分析，判断雷达系统是否满足或超过功能和性能要求，以及是否存在潜在故障或异常。改进指根据分析得到的报告和建议，执行相应的改进措施，如优化参数、更新软件、升级硬件等，以提高雷达系统的功能或性能，或消除潜在故障或异常。验证只对改进后的雷达系统进行验证，验证其是否达到或超过功能和性能要求，以及是否消除了潜在故障或异常。

五、结论

本文介绍了雷达系统的维护保养与预防性维护的相关概念、方法和案例，以及分析了雷达系统维护保养与预防性维护的管理问题和挑战，并提出了一些未来研究方向。

雷达系统的维护保养与预防性维护是保证雷达系统的正常运行和延长其使用寿命的重要手段，具有重要的理论意义和实践价值。为了实现这一目标，雷达系统的维护保养与预防性维护需要根据雷达系统的特性和需求，制订并实施合理有效的方案，以提高雷达系统的可靠性、可用性、效率、寿命等指标，降低雷达系统的故障率、停机时间、成本等指标。同时，雷达系统的维护保养与预防性维护需要依赖先进的技术和方法，如人工智能、大数据、传感器等，以实现对雷达系统状态的实时监测和智能诊断，还有对雷达系统功能和性能的自动调整和修复。此外，雷达系统的维护保养与预防性维护需要考虑雷达系统所属的组织结构和管理制度及雷达系统所服务的任务需求和效益评估，以实现雷达系统维护保养与预防性维护的优化配置和协同管理。

综上所述，未来研究方向应该从以下几个方面进行改进和创新。首先，提高雷达系统故障预测的精确度和灵活度，以适应不同的预防性维护需求和条件；其次，提高雷达系统故障诊断和修复的智能度和自主度，以减少人工干预和错误；再次，提高雷达系统维护保养与预防性维护效果评估的全面性和深入性，以反映不同的评估指标和维度；最后，提高雷达系统维护保养与预防性维护管理的协调性和统一性，以实现不同层级和部门的有效沟通和协作。

参考文献：

［1］李毅聪，曾杨，黎志波.移动雷达日常维护保养及典型故障案例分析［J］.气象水文海洋仪器，2013（1）：108110.

［2］李珂.分析多普勒雷达故障及其维修维护［J］.科技风，2015（15）：37.

［3］蒋伟，盛文，祁炜，等.大型相控阵雷达T/R组件维修决策问题综述［J］.系统工程与电子技术，2022，44（1）：127138.

［4］胡涛，王树宗，杨建军.基于最小维修策略的多阶段任务成功性仿真模型［J］.海军工程大学学报，2009，21（３）：6670.

［5］贾秀芹，刘瑞元.ｋ/ｎ系统在（ｎ，Ｌ，R，R）维修策略下的可用度［J］.西南大学学报，2011，33（９）：1721.

作者简介：厉小翅（1998— ），男，漢族，浙江金华人，本科，研究方向：雷达管理保障。