王文亮

(海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室　南昌　330024)

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某型雷達導引頭靈敏度下降故障診斷分析*

王文亮

(海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室南昌330024)

摘要靈敏度下降為雷達導引頭常見故障之一，論文對某型雷達導引頭出現(xiàn)的靈敏度下降故障進行了詳細診斷分析，故障定位為導引頭在高壓工作狀態(tài)時，因高低壓同時斷電產(chǎn)生了異常點火脈沖引起發(fā)射機誤觸發(fā)導致低噪聲放大器經(jīng)受了過功率輸入而損壞，提出了導引頭使用時先斷高壓后斷低壓的故障排除措施，最后對問題進行了總結(jié)。

關鍵詞雷達導引頭; 靈敏度; 低噪聲放大器

Class NumberTJ765

1　引言

雷達導引頭具有全天時、全天候作戰(zhàn)能力，能較好地適應復雜戰(zhàn)場環(huán)境，已廣泛應用于多型導彈。靈敏度是雷達導引頭關鍵指標之一，由雷達方程可知，導引頭靈敏度降低12dB，作用距離將減少一半[1～2]。若導引頭靈敏度大幅降低，作用距離將急劇減小，從而嚴重影響導彈使用性能，甚至失效。本文對某型雷達導引頭出現(xiàn)的靈敏度下降約15dB的故障問題進行了詳細診斷分析，對故障進行了定位，提出了故障排除措施，最后對問題進行了總結(jié)。

2　故障模式分析

對導引頭進行測試檢查后發(fā)現(xiàn)，導引頭和路靈敏度降低約15dB，差路靈敏度正常，且該故障現(xiàn)象一直穩(wěn)定存在。根據(jù)該故障現(xiàn)象結(jié)合導引頭工作原理，導引頭靈敏度下降問題的故障樹如圖1所示。

圖1　靈敏度下降故障模式圖

對該故障樹進行逐項分析，結(jié)果如下。

2.1信號處理分機工作異常

因為導引頭靈敏度下降約15dB的故障現(xiàn)象一直存在，故更換導引頭信號處理分機可以確定其是否工作正常。更換信號處理分機后進行測試，導引頭靈敏度仍低約15dB，排除信號處理分機工作異常的可能性。

2.2接收機和路工作異常

對接收機進行分析測試，測試結(jié)果均滿足要求，可知接收機工作正常，排除接收機異常的可能性。

2.3電纜或接插件連接不可靠

將和路信號相關的電纜和接插件拆下，進行外觀檢查和電阻測量，未發(fā)現(xiàn)異常，導引頭靈敏度下降約15dB的故障現(xiàn)象一直存在，排除電纜或接插件連接不可靠的可能性。

2.4和路開關工作異常

經(jīng)測試，和路開關插損和隔離度均正常，工作穩(wěn)定，排除和路開關工作異常的可能性。

2.5一體化組件和路增益下降

圖2　低噪放故障模式圖

對一體化組件進行分析測試，測試結(jié)果和路增益下降12dB，噪聲系數(shù)惡化約15dB。由此可判斷導引頭靈敏度下降的直接原因為“一體化組件和路增益下降”。下面對一體化組件和路增益下降進行故障分析。

測試后確認和路增益下降是和路第一級低噪聲放大器失效。低噪聲放大器失效的故障樹如圖2所示。

對該故障樹進行逐項分析，具體如下。

2.5.1器件自身缺陷導致性能參數(shù)下降

對該問題組件進行失效分析，經(jīng)分析已排除低噪放自身缺陷失效的可能性。

2.5.2過電應力導致器件失效

為了驗證一體化組件是否存在過電應力的情況，對雷達導引頭開、關機狀態(tài)組件供電及發(fā)射機開高壓時地線上的噪聲情況進行了測試。開、關機狀態(tài)組件供電電源未出現(xiàn)過電壓的現(xiàn)象，地線上的毛刺干擾最大也未超過±0.7V。用其他導引頭進行相同測試，測試結(jié)果一致，故可以排除導引頭存在過電應力的可能性。

2.5.3大功率注入導致組件高放器件失效

經(jīng)以上分析，一體化組件低噪聲放大器失效最可能的原因是過功率所導致。由于導引頭和路開關工作正常，所以正常情況下不會有大功率注入一體化組件，在非正常條件下可能存在高壓工作時序異常。

經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，導引頭處于高壓狀態(tài)，高壓和低壓同時斷電時，由于導引頭有儲能器件，各路電源電壓不會瞬間消失，在下降的過程中可能導致發(fā)射機誤觸發(fā)，此時保護開關處于“開”狀態(tài)，則有大功率信號注入一體化組件，從而導致一體化組件內(nèi)低噪放輸入過功率而失效。

圖3顯示了當導引頭處于高壓狀態(tài)，高壓和低壓同時斷電時，在外部27V供電下降到8V左右，突然產(chǎn)生了一個發(fā)射脈沖，發(fā)射機內(nèi)部高壓進行了大幅度的放電。

圖3　斷電過程發(fā)射機誤觸發(fā)

進一步分析測試表明，異常發(fā)射脈沖產(chǎn)生的原因為由于導引頭點火控制電路所使用的集成電路批次性差異，在高壓和低壓同時斷電時，點火脈沖會產(chǎn)生一個陡峭的下降沿，引起發(fā)射機誤觸發(fā)而產(chǎn)生異常發(fā)射脈沖。圖4為不同批次導引頭點火控制電路所使用的集成電路差異對比，可知05批集成電路CT5407產(chǎn)生了一個陡峭的下降沿，而04批沒有產(chǎn)生。

圖4　不同批次點火控制電路CT5407輸入輸出對比

3　故障定位

綜上所述，導引頭靈敏度降低的直接原因是由于一體化組件低噪聲放大器失效所致，低噪聲放大器失效的原因是由于導引頭在高壓工作狀態(tài)時，因高低壓同時斷電導引頭處于非正常工作狀態(tài)，導引頭點火控制電路產(chǎn)生了異常點火脈沖引起發(fā)射機誤觸發(fā)釋放殘余能量，且接收保護開關和時序控制電路此時工作狀態(tài)也在變化之中，從而導致一體化組件高頻低噪聲放大器經(jīng)受了一次或多次過功率輸入而失效。

4　故障排除

由于導引頭斷電后，其各路電源電壓的變化過程與儲能元件、電路的負載特性有關，加之電路中各元器件在非正常供電情況下其輸入輸出均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能會導致低噪聲放大器損壞，因此在使用條件上加以限制：導引頭使用時先斷高壓后斷低壓，可以避免該問題的發(fā)生。

更換故障部件后導引頭靈敏度正常，采取故障排除措施后經(jīng)過多部導引頭測試均未出現(xiàn)類似故障。

5　結(jié)語

經(jīng)詳細故障診斷分析，該型雷達導引頭靈敏度降低的直接原因是由于一體化組件低噪聲放大器失效。而低噪聲放大器失效的原因為導引頭在高壓工作狀態(tài)時，因高低壓同時斷電產(chǎn)生了異常點火脈沖引起發(fā)射機誤觸發(fā)導致低噪聲放大器經(jīng)受了過功率輸入。針對故障原因提出導引頭使用時先斷高壓后斷低壓的故障排除措施，經(jīng)試驗驗證措施有效。

從本次故障診斷分析結(jié)果可知，為避免類似問題發(fā)生，各方應加強質(zhì)量控制，總體單位應在成件使用維護說明書中明確成件使用條件并遵照執(zhí)行，成件單位應加強元器件參數(shù)差異性控制。

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《艦船電子工程》編輯部

*收稿日期：2015年10月17日,修回日期：2015年11月20日

作者簡介：王文亮，男，高級工程師，研究方向：雷達導引頭系統(tǒng)設計質(zhì)量監(jiān)督。

中圖分類號TJ765

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.031

Sensitivity Decline Trouble Diagnose Analysis of Certain Type Missile Radar

WANG Wenliang

(Navy Representative Office of Aeronautical in Nanchang, Nanchang330024)

AbstractSensitivity decline is an ordinary trouble in missile radar. In this paper， a detailed diagnostic analysis of sensitivity decline of certain type missile radar is conducted. Fault location is an error transmitter trigger caused by an abnormal ignition pulse when the seeker working on the high voltage condition， which caused by the cutoff of the high and low voltage power at the same time， and then the trigger leads the LAN damaged suffering from over power input. Troubleshooting measure that cutting high voltage after low is put forward， when the seeker is in use. Finally， summarization of problem is given.

Key Wordsmissile radar, sensitivity, LNA