某型雷达导引头灵敏度下降故障诊断分析*

王文亮

(海军驻南昌地区航空军事代表室　南昌　330024)



某型雷达导引头灵敏度下降故障诊断分析*

王文亮

(海军驻南昌地区航空军事代表室南昌330024)

摘要灵敏度下降为雷达导引头常见故障之一，论文对某型雷达导引头出现的灵敏度下降故障进行了详细诊断分析，故障定位为导引头在高压工作状态时，因高低压同时断电产生了异常点火脉冲引起发射机误触发导致低噪声放大器经受了过功率输入而损坏，提出了导引头使用时先断高压后断低压的故障排除措施，最后对问题进行了总结。

关键词雷达导引头; 灵敏度; 低噪声放大器

Class NumberTJ765

1　引言

雷达导引头具有全天时、全天候作战能力，能较好地适应复杂战场环境，已广泛应用于多型导弹。灵敏度是雷达导引头关键指标之一，由雷达方程可知，导引头灵敏度降低12dB，作用距离将减少一半[1～2]。若导引头灵敏度大幅降低，作用距离将急剧减小，从而严重影响导弹使用性能，甚至失效。本文对某型雷达导引头出现的灵敏度下降约15dB的故障问题进行了详细诊断分析，对故障进行了定位，提出了故障排除措施，最后对问题进行了总结。

2　故障模式分析

对导引头进行测试检查后发现，导引头和路灵敏度降低约15dB，差路灵敏度正常，且该故障现象一直稳定存在。根据该故障现象结合导引头工作原理，导引头灵敏度下降问题的故障树如图1所示。

图1　灵敏度下降故障模式图

对该故障树进行逐项分析，结果如下。

2.1信号处理分机工作异常

因为导引头灵敏度下降约15dB的故障现象一直存在，故更换导引头信号处理分机可以确定其是否工作正常。更换信号处理分机后进行测试，导引头灵敏度仍低约15dB，排除信号处理分机工作异常的可能性。

2.2接收机和路工作异常

对接收机进行分析测试，测试结果均满足要求，可知接收机工作正常，排除接收机异常的可能性。

2.3电缆或接插件连接不可靠

将和路信号相关的电缆和接插件拆下，进行外观检查和电阻测量，未发现异常，导引头灵敏度下降约15dB的故障现象一直存在，排除电缆或接插件连接不可靠的可能性。

2.4和路开关工作异常

经测试，和路开关插损和隔离度均正常，工作稳定，排除和路开关工作异常的可能性。

2.5一体化组件和路增益下降

图2　低噪放故障模式图

对一体化组件进行分析测试，测试结果和路增益下降12dB，噪声系数恶化约15dB。由此可判断导引头灵敏度下降的直接原因为“一体化组件和路增益下降”。下面对一体化组件和路增益下降进行故障分析。

测试后确认和路增益下降是和路第一级低噪声放大器失效。低噪声放大器失效的故障树如图2所示。

对该故障树进行逐项分析，具体如下。

2.5.1器件自身缺陷导致性能参数下降

对该问题组件进行失效分析，经分析已排除低噪放自身缺陷失效的可能性。

2.5.2过电应力导致器件失效

为了验证一体化组件是否存在过电应力的情况，对雷达导引头开、关机状态组件供电及发射机开高压时地线上的噪声情况进行了测试。开、关机状态组件供电电源未出现过电压的现象，地线上的毛刺干扰最大也未超过±0.7V。用其他导引头进行相同测试，测试结果一致，故可以排除导引头存在过电应力的可能性。

2.5.3大功率注入导致组件高放器件失效

经以上分析，一体化组件低噪声放大器失效最可能的原因是过功率所导致。由于导引头和路开关工作正常，所以正常情况下不会有大功率注入一体化组件，在非正常条件下可能存在高压工作时序异常。

经测试发现，导引头处于高压状态，高压和低压同时断电时，由于导引头有储能器件，各路电源电压不会瞬间消失，在下降的过程中可能导致发射机误触发，此时保护开关处于“开”状态，则有大功率信号注入一体化组件，从而导致一体化组件内低噪放输入过功率而失效。

图3显示了当导引头处于高压状态，高压和低压同时断电时，在外部27V供电下降到8V左右，突然产生了一个发射脉冲，发射机内部高压进行了大幅度的放电。

图3　断电过程发射机误触发

进一步分析测试表明，异常发射脉冲产生的原因为由于导引头点火控制电路所使用的集成电路批次性差异，在高压和低压同时断电时，点火脉冲会产生一个陡峭的下降沿，引起发射机误触发而产生异常发射脉冲。图4为不同批次导引头点火控制电路所使用的集成电路差异对比，可知05批集成电路CT5407产生了一个陡峭的下降沿，而04批没有产生。

图4　不同批次点火控制电路CT5407输入输出对比

3　故障定位

综上所述，导引头灵敏度降低的直接原因是由于一体化组件低噪声放大器失效所致，低噪声放大器失效的原因是由于导引头在高压工作状态时，因高低压同时断电导引头处于非正常工作状态，导引头点火控制电路产生了异常点火脉冲引起发射机误触发释放残余能量，且接收保护开关和时序控制电路此时工作状态也在变化之中，从而导致一体化组件高频低噪声放大器经受了一次或多次过功率输入而失效。

4　故障排除

由于导引头断电后，其各路电源电压的变化过程与储能元件、电路的负载特性有关，加之电路中各元器件在非正常供电情况下其输入输出均处于不稳定状态，可能会导致低噪声放大器损坏，因此在使用条件上加以限制：导引头使用时先断高压后断低压，可以避免该问题的发生。

更换故障部件后导引头灵敏度正常，采取故障排除措施后经过多部导引头测试均未出现类似故障。

5　结语

经详细故障诊断分析，该型雷达导引头灵敏度降低的直接原因是由于一体化组件低噪声放大器失效。而低噪声放大器失效的原因为导引头在高压工作状态时，因高低压同时断电产生了异常点火脉冲引起发射机误触发导致低噪声放大器经受了过功率输入。针对故障原因提出导引头使用时先断高压后断低压的故障排除措施，经试验验证措施有效。

从本次故障诊断分析结果可知，为避免类似问题发生，各方应加强质量控制，总体单位应在成件使用维护说明书中明确成件使用条件并遵照执行，成件单位应加强元器件参数差异性控制。

参 考 文 献

[1] 唐国富，邵宗舜.飞航导弹雷达导引头(上)[M].北京：宇航出版社，2009.

[2] 唐国富，邵宗舜.飞航导弹雷达导引头(下)[M].北京：宇航出版社，2009.

[3] 郑新，李文辉，潘厚忠，等.雷达发射机技术[M].北京：电子工业出版社，2006.

[4] 弋稳.雷达接收机技术[M].北京：电子工业出版社，2005.

[5] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].第三版.西安:西安电子科技大学出版社，2005.

[6] 张德斌，周志鹏，朱兆麒.雷达馈线技术[M].北京:电子工业出版社，2010.

[7] 中航雷达与电子设备研究院.雷达系统[M].北京：国防工业出版社,2006.

[8] [美]Merrill I. SKolnik.雷达系统导论[M].左群声,等译.北京:电子工业出版社，2006.

[9] [美]Merrill I. Skolnik.雷达手册[M].第三版.南京电子技术研究所译.北京：电子工业出版社，2010.

[10] 王小谟，张光义，王德纯，等.雷达与探测[M].北京：国防工业出版社，2008.

[11] 陈伯孝.现代雷达系统分析与设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

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《舰船电子工程》编辑部

*收稿日期：2015年10月17日,修回日期：2015年11月20日

作者简介：王文亮，男，高级工程师，研究方向：雷达导引头系统设计质量监督。

中图分类号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