作者/黃向清、汪銘東，92932部隊

某雷達高壓控保部件研制

作者/黃向清、汪銘東，92932部隊

通過分析基本工作原理，采用功能研仿的方法，研制成功了某雷達的高壓控保部件，解決了該部件的備件供應難題。

發(fā)射機；控保部件；備件

引言

高壓控保部件是某雷達的關鍵部件之一，在充分掌握其工作原理和組成結(jié)構(gòu)的基礎上，采取功能研仿的思路，運用優(yōu)化設計，研制的新備件實現(xiàn)了全部功能，經(jīng)檢驗和試驗證明，其技術參數(shù)符合要求，工作穩(wěn)定，完全可替代原備件使用，解決了該部件的備件供應難題。

1.功能作用分析

雷達發(fā)射機一般都具有工作電壓高，微波功率大的特點，因而安全風險高，若設計考慮不周全，或操作使用不當，易引發(fā)事故。高壓控保部件是該型雷達系統(tǒng)發(fā)射機的高壓控制、保護裝置，其主要功能作用是：在高壓準備階段，相關條件不具備時，禁止高壓接通；在高壓工作階段，相關部件工作不正常時，自動切斷高壓。通過控制保護，防止故障擴大，避免對人身和設備造成損害；同時，接收顯控臺指令，控制發(fā)射機工作；產(chǎn)生相應狀態(tài)監(jiān)測信號，送給后級BIT電路，對設備操作、維修人員進行提示。

（1）接收發(fā)射機各部件送來的工作狀態(tài)信號，進行電平轉(zhuǎn)換和邏輯運算，形成檢查發(fā)射設備狀態(tài)的各種信號，并輸出給顯控臺，當某個信號異常，偏離檢測閾值時，輸出故障信號到顯控臺，并自動切斷高壓；形成給顯控臺的發(fā)射機狀態(tài)信號：“預熱”、“準備”、“高壓”、“故障”。

（2）保證低壓正常且預熱一段時間后才能接通高壓，確保發(fā)射機電真空器件充分預熱。

（3）在進行發(fā)射機維護保養(yǎng)和檢修時，切斷發(fā)射機同顯控臺的聯(lián)系，使發(fā)射機處于“本控”狀態(tài)；正常工作時，處于“遙控”狀態(tài)，發(fā)神經(jīng)受控于顯控臺。

（4）對觸發(fā)信號進行調(diào)理，經(jīng)緩沖放大后，輸出給調(diào)制器作為調(diào)制脈沖。

（5）輸出15V、5V直流穩(wěn)壓電源。

2.組成結(jié)構(gòu)與原理分析

本部件主要由3塊印制電路板（A1-A3）和4組電源組成。由于輸入的各分機的工作狀態(tài)取樣檢查信號的幅度、極性不一，首先用比較器、電平匹配電路等對輸入信號進行歸一化變換，形成標準信號，再經(jīng)過各種邏輯運算，緩沖放大后輸出。部件原理框圖如圖1所示。

（1）A1板。D1-D4是電壓比較器，正常時均輸出“1”。D9、D10是4位同步加/減計數(shù)器，4、5腳是時鐘端， 11腳為并行置入控制端，正常時，一直為“0”， D8.2 對“天線/等效”狀態(tài)信號進行“或非”運算，當它的兩個輸入端都是低電平時，表示“天線/等效”轉(zhuǎn)換未到位，送出信號禁止高壓接通。

（2）A2板。D1和V2.1、C7、R7、R8等組成振蕩器，D4、D6、D7、D9是計數(shù)器,以上電路一起組成發(fā)射預熱定時電路；二極管V3-V7組成與門，D11是電壓比較器，若5路燈絲信號中任何一路為“0”，則X1-13輸出故障信號，同時本部件“發(fā)射裝置故障”燈亮，A1板的振蕩器和分頻器清0，停止工作。

（3）A3板。D8.1-8.4組成R-S觸發(fā)器，在高壓接通狀態(tài)，D8.1－1輸入為“0”，D8.2-6輸出保持原態(tài)，禁止天線/等效開關轉(zhuǎn)換； D5.1與D3.1、D9.1、 V1.1組成高壓控制器，

圖1 高壓控保部件原理框圖

在各種信號都正常時，由面板按鍵開關或控制臺送來的電平控制高壓的接通與斷開。

（4）電源。用對輸入的8V和18V直流電源進行穩(wěn)壓濾波，產(chǎn)生5V、15V直流電源。通過對輸出進行采樣，再與基準電壓進行比較，產(chǎn)生的誤差電壓放大后控制調(diào)整管，使輸出電壓保持穩(wěn)定；同時送出電源檢查信號。

3.高壓控保部件的研制與調(diào)試

研制過程中，主要遵循一些基本原則：首先，研制備件的外部機械定位尺寸和電氣輸入輸出關系應與原備件相同，與系統(tǒng)兼容，實現(xiàn)原備件的全部功能，電氣性能不低于原備件；其次，盡量選用標準化、通用化、高可靠性的元器件，保證器材來源渠道；再次，充分運用優(yōu)化設計和可維修性設計，盡量采用成熟技術；最后，要按相關規(guī)定逐步進行充分的測試與試驗。

研制工作開始后，首先認真研究設備圖紙資料，熟悉整機工作原理，結(jié)合日常積累的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，深入理解備件的工作原理、所完成的功能和輸入輸出、信號關系，細化任務書。然后，開始測繪備件的機械尺寸，校對電路結(jié)構(gòu)，分析元器件，繪制電原理圖和PCB圖等各種工程圖紙。

之后，開始落實器件來源，進行器件采購和定做。按圖紙進行機械加工，電路板制作，備件裝配。在完成備件組裝后，搭建了試驗室測試平臺，對備件進行實驗室調(diào)試和測試。在有充分把握后，將備件進行上機試驗、調(diào)試，并進行相關后續(xù)處理。

經(jīng)過一段時間的努力，研制的備件順利通過上機試用，各項指標均達到原部件的指標，完全可以替代原部件。

4.結(jié)束語

本部件研制的主要困難主要在于：一是安全要求高，稍有不慎，易造成事故；二是信號關系復雜，且信號形式和電平不一；三是結(jié)構(gòu)緊湊，元器件多，機械加工比較復雜；四是部分器件自成體系，與通用器件差別較大，難以替代；五是技術資料缺乏，試驗困難。

研制過程中，有些經(jīng)驗做法可供參考：一是實現(xiàn)了絕大部分器件的通用化替代，保證器材采購渠道通暢；二是對局部電路進行了優(yōu)化改進，如原部件的四組電源全部采用分立元件，電路復雜，新備件選用穩(wěn)壓集成塊替代后，不僅輸出電壓穩(wěn)定度高，而且電路結(jié)構(gòu)簡單；三是編制了技術條件、調(diào)試細則、接線圖和接線表等齊全的技術資料，給備件連線增加了接線號，給后續(xù)維修工作帶來很大方便。

＊ [1]《運算放大器權(quán)威指南（第四版）》Bruce Carter.人民郵電出版社.2014.06

＊ [2]《Altium Designer 6.0原理圖與PCB設計》張睿等.電子工業(yè)出版社.2007.06