浅议雷达侦察设备的自检方法

摘 要：雷达侦察设备监测周围环境中由雷达发射的脉冲电磁波，是电子对抗的重要组成部分。雷达侦察设备的性能决定了使用者对其侦察结果的置信度，自检是使用者了解和掌握雷达侦察设备性能的主要手段。文章阐述了常见的雷达侦察设备的自检方法，从使用和维修的角度论述了雷达侦察设备的自检方法应具有的完整性、可靠性和层次性。

关键词：雷达侦察设备；自检；MTBF

引言

雷达侦察设备在电磁环境中完成各种雷达信号的截获、测量、分析、处理、识别，提供雷达的类型及威胁等级，并对威胁目标进行告警。雷达侦察设备由测向天线、测频天线、接收机、处理机、显控机组成，如图1所示。测向天线阵与测向接收机完成对雷达脉冲到达角的检测和测量，实时输出脉冲的到达角数据（AOA），测频天线与测频接收机完成对其它脉冲参数的检测和测量，实时输出脉冲的载频（RF）、到达时间（TOA）、脉冲宽度（PW）、脉冲功率或幅度（PA）数据。AOA、RF、TOA、PW、PA数据组合在一起成为脉冲描述字（PDW），接收机实时输出PDW给处理机。处理机根据一系列的脉冲描述字（PDW）进行雷达辐射源检测、参数估计、状态识别和威胁判别等，并将结果输出给显控机。显控机显示最终的雷达参数，使用者通过显控机对整个系统进行操控。

雷达侦察设备接收未知雷达辐射的电磁波信号，使用者对周围的电磁态势无任何先验知识，因而对侦收到的雷达参数的正确性以及是否存在增批漏批无法确定。雷达侦察设备进行自检时其自检单元向信道中耦合入已知参数的模拟信号，将对应侦收结果与已知参数进行对比，可大致了解系统的技术状态及性能，因此使用者对侦察数据进行可信度判断前应先进行自检。此外，自检功能可及时向使用者提示系统存在的故障，以便尽早进行故障的上报和诊断修复。

雷达侦察设备的维修者通过自检进行故障诊断，首先查看自检结果报告，再结合其他的故障现象及的测量工作定位故障，更换或修理完成后重新通过自检判断故障是否修复。优秀的自检设计可以将故障定位到具体的模块或插件，为维修提供极大的便利。此外，某些为故障诊断而进行的测试工作也需要自检功能的配合才能完成。

1 常见的两种自检方法

1.1 模拟信号法

雷达侦察设备的显控机控制自检单元产生已知参数的模拟雷达信号耦合入信道，将该信号处理得出的结果与已知参数进行比对，如果差值在容许范围内则判定系统工作正常。模拟信号可以射频信号、视频信号等形式耦合入信道。射频信号由自检单元控制射频振荡器产生，通过调制开关的调制形成脉冲信号，脉冲信号再经过功分器输出到各个需检测的信道。脉冲信号可通过小型天线（可将半硬电缆一头的外导体剥去一段来简单实现）辐射到测向天线和测频天线进入信道，也可通过耦合器耦合入信道。视频信号可以从视频条、视频放大器或DLVA的自检端口馈入，这些器件内部的高频振荡器受自检端输入视频信号的调制输出高频脉冲信号，该高频脉冲信号在器件内部通过耦合器耦合入信道。此外，也可在测向接收机的输入端并接一块产生视频信号的电路板件模拟测向天线的输入。

1.2 状态采样法

雷达侦察设备的显控机采集各个节点的关键有源器件的电压、电流、温度等状态，与正常值进行比对，如果差值在容许范围内则判定系统工作正常。电压测量是各种模拟量测量形式中最简单常见的。只需要确定电压是否存在时，可以使用光电耦合器来完成隔离和检测，但根据以往的修理经验光电耦合器的故障概率较高。如需要精确的测量电压值，则应使用A/D转换的方案。电流测量最常用的方法是根据欧姆定律进行间接测量，即通过测量精密电阻器上的电压来测量流过电阻器的电流。

2 自检的完整性

雷达侦察设备自检的完整性要求主要体现在：（1）对整个信道

链路上所有组成要素进行检查；（2）对所有的测向信道进行自检；（3）对测频信道的多个频点进行自检；（4）对使用者关心的多个重要的技术指标进行检查。

如果仅仅对信道链路上个别组成要素进行自检，没有被检测的组成要素出现故障时使用者将无法察觉，即便是概率较低，这始终是种一直存在的风险。采用非扫描工作方式的雷达侦察设备都有多个测向信道，信道之间的平衡统一是测向精度的主要影响因素，因此对所有的测向信道进行自检是必要的。测频信道遇到频率选择性故障时，采用单一频点进行自检将有很大概率无法发现故障，进行自检方法的设计时应考虑对使用者重点关注的频点进行自检。使用者通常关心测向精度、测频精度、灵敏度等技术参数，但目前多数的雷达侦察设备的自检对这些参数基本不做检测，这主要是受检测的准确性和系统复杂性的限制。

3 自检的可靠性

雷达侦察设备自检的目的是为了监测整个系统的运行状态，自检的结果必须稳定可靠。如果自检电路自身出现故障，即使雷达侦察设备功能正常也无法通过自检，用于诊断故障的自检单元本身的故障将导致诊断结论的错误。自检单元的可靠性标准是其平均故障间隔时间（MTBF）远大于系统本身（除去自检单元）的平均故障间隔时间。

根据过往的修理经验，自检单元中涉及射频信号的部分电路可靠性相对较低，其中射频振荡器、PIN调制器、多通道微波开关等故障率较高。某些射频振荡器要3-5分钟的时间才能稳定工作，所以容易出现第一次自检提示出错而之后又可以通过自检的现象。PIN调制器故障时通常表现为无输出或不调制，可以通过便携式频谱仪进行诊断。为防止射频振荡器和调制器对信道的干扰，自检完毕后应断开射频振荡器和调制器的电源使其停止工作。多通道微波开关用于多个测向信道的自检信号的分配，其故障多表现为某路测向信道无法通过自检，可使用便携式频谱仪检测器件相应通道的输出并与其它通道进行比较。

外部的电磁环境也可能使自检产生错误的结论。当有同频段的较强信号存在时，自检信号将被其掩盖，使得原本正常的系统自检出错。解决的方法是自检时不接收外来信号或者设置程控滤波器将产生干扰的外来信号滤除。

4 自检的层次性

使用模拟信号对雷达侦察设备进行自检，这个过程涉及到系统的所有组成部分。如果该模拟信号不能被正确侦收，故障可能出现在天线、接收机、处理机或显控机。维修时将要考虑系统的所有组成部分，涉及工作量太大。

从图1可以看出雷达侦察设备的构成具有较明显的层次性，因此可以设计一种如表1所示的具有层次性的自检方法。

模拟信号不能被正确侦收意味着系统不能通过自检流程D，在这种情况下可以实施自检流程C、B、A从而将故障定位到显控机、处理机、接收机、天线其中的某一部分。自检方法的层次性可极大地提高雷达侦察设备的可维修性。

5 结束语

在日趋复杂化的电磁环境下，多手段、全方位、立体化的雷达侦察是夺取制电磁权的基本保障，这也使得雷达侦察设备越来越复杂和庞大，在这种情况下雷达侦察设备的自检显得尤为重要。从使用和维修的角度出发雷达侦察设备的自检方法应该具有上述的完整性、可靠性和层次性，但实际情况中也应综合考虑经济性及系统复杂性从而取得较好的平衡，装备的性能受造价、设计、制造、环境等多方面因素制约而不可能达到完全理想水平。

参考文献

[1]赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，1999.