某型空空导弹近炸引信PF2故障典型案例分析

杨宁 王小琴 程晓雪 李田田 侯志军

摘要：某型空空导弹为我军常用武器装备，日常维护测试时经常出现近炸引信PF2故障。本文通过对出现的PF2故障典型案例的分析，帮助维护人员采取合理、准确的措施进行分析、处理和排除故障，以对该装备进行更好的维护。

关键词：近炸引信;PF2;引信起爆;发射机;多普勒脉冲;虚焊

0引言

某型空空导弹为红外型近距格斗弹，其近炸引信为主动电磁式，安装在制导舱和战斗部之间。利用多普勒效应判定接近目标的最佳距离，产生引爆信号，引爆战斗部击毁敌机。

该型空空导弹在日常维护测试时，需对近炸引信（PF）进行4项综合测试，其中第2项测试（PF2）经常出现故障。由于所使用的测试设备采用程序化设计，在对PF2项目测试时，只显示该PF2测试项目合格与否，不显示不合格的具体项目和过程数据。因此，在该产品出现PF2故障时，维护人员很难快速、有效地排除故障。

本文对近年来PF2故障进行了梳理，归纳了几类典型案例，并对具体案例进行原理分析和总结，希望以此增强维护人员对该型故障的分析、处理和排除能力。

1近炸引信工作原理

该型近炸引信由射频系统、中频系统、逻辑系统、电源系统、保险执行系统、主线束和天线等组成。

射频系统产生一个fn调频信号，并将其通过两根发射天线发射出去，两根接收天线接收到从目标反射回来的信号后，将其与本振信号进行混频，混频后的信号送至中频系统，中频系统产生A、B两路信号，送至逻辑系统，产生多普勒脉冲（cc）信号，如图1所示。

多普勒脉冲（cc）信号是接近脉冲和离开脉冲的叠加信号，该信号由逻辑系统产生，如图2所示。cc脉冲信号为测试专用信号，可显示弹目交会状态下接近脉冲信号和离开脉冲信号的情况，直观地反映了产品的工作状态。

在进行PF2测试时，每次弹目交会时引信连续计够M个接近脉冲后产生引信解除保险（PF ARM）信号，在有PF ARM信号的情况下连续计够N个离开脉冲后，逻辑系统产生引信起爆1（PF DETl）信号、近炸引信起爆2（PF DET2）信号，如图3所示。

2PF2测试过程及原理

PF2测试是检查目标存在时的引信信号。在测试中，由设备的引信测试单元产生不同频率的多普勒信号，模拟导弹接近目标的相对速度，用不同的延迟时间模拟导弹和目标的距离，用发射信号功率的高低模拟目标的大小。

本项测试中，设备的引信测试单元利用1对天线高功率发射三种不同频率的多普勒信号，通过长延迟送至引信接收机，引信对接收到的信号进行处理，产生各种信号。由于所使用的三种多普勒信号的频率都在引信探测的有效频率范围之内，所以引信产生的各种信号均应是合格的。

每个测试阶段要按预定顺序检查下列信号：

近炸引信工作1（PF ACTl）信号;

近炸引信解除保险（PF ARM）信号;

近炸引信起爆1（PFDETl）;

近炸引信起爆2（PF DET2）;

电爆管（SQUm）脉冲信号;

多普勒脉冲（cc）信号;

对数放大器（LOG、AMP）信号;

解除保险+战斗部（ARMING+WH）信号;

发射机电压22V和5V（VCC2）;

电爆管电容器（SQUIB CAP）充电测试;

遥测启动（TEL ACT）信号和假报警测试。

以上检测信号对应引信信号的流程已在如图1中标出。

在测试过程中，如遇某一信号不合格，测试电路立即产生故障信号，输送到故障加法器，使PF2指示灯亮红灯，并终止测试;如所有被测信号都合格，则PF2指示灯亮绿灯。

3PF2检测时序及检测信号

3.1 ALOG信号和SD2信号到达引信时检查

1）引信工作1（PFACTl）信号

在接收到来自制导舱的ALOG信号后的一定时间内，该信号应从引信输送到引信测试器。

2）发射机电压22V和5V（VCC2）

在ALOG信号产生后的一定时间内，22V应达到20.7-23.2V范围，5V（VCC2）应达到4.5-6.0V范围;在ALOG信号消失后的一定时间内，22V电压应下降到5V以下，5V（VCC2）电压应下降到2V以下。

3.2目标信号到达引信时检查

1）多普勒脉冲信号

此项是检查多普勒脉冲信号的宽度和电平。PF2测试时，测试电路检查来自引信的离开多普勒脉冲，其脉冲宽度应满足一定要求。

2）对数放大器（LOG、AMP）信号

在目标信号到达后的一定时间内，引信测试器检查此信号电平应超过要求的幅值。

3.3 SD3产生时检查

1）电爆管电容器（SQUIB CAP）充电测试

在SD3信号到达引信后的一定时间内，两个电爆管电容器所充的电压都应超过要求的幅值。

2）遥测启动（TELACT）信号

在SD3信号到达引信后的一定时间内，检查此信号电平应超过要求的幅值。

3.4检查引信解除保险（PF ARM）信号

在引信探测到目标信号并连续计算了M个接近多普勒脉冲后，该信号应在引信中产生。

3.5在引信連续计算了N个离开多普勒脉冲后检查

在引信探测到目标信号并连续计算了N个离开多普勒脉冲后，检查引信起爆1（PF DETl）、引信起爆2（PF DET2）和电爆管（SQUIB）脉冲信号。

1）引信起爆1（PFDETl）

在引信连续计算了N个多普勒离开脉冲后，引信应产生该信号。

2）引信起爆2（PF DET2）

在引信起爆1产生后的一定时问内，引信应产生该信号。

3）电爆管（SQUIB）脉冲信号

在引信起爆2、碰撞开关信号、自毁信号到达后一定时间内，引信测试器检查电爆管A和电爆管B脉冲是否同时存在，且脉冲电平应超过要求的幅值，脉冲宽度应满足一定要求。

3.6在没有目标和引信发射时检查

在没有目标和引信发射时的情况下，检查假报警。

4PF2故障树

经过分析得出，产生PF2故障的可能原因有三个，一是引信电路不稳定，二是射频系统输出异常，三是主线束线路存在接触不良。详细分支及故障讨如图4所示。

5典型案例分析

5.1主线束焊接套管虚焊

1）故障原因

主线束上有5处焊接套管，每个焊接套管内部均有两个焊锡环，如图5所示，加热焊接套管后，焊锡环融化包裹导线线芯，从而连接同轴电缆和导线。由于对焊锡套管加热时间不够或者加热部位不对，导致焊锡套管欠热，焊锡形成结块，焊锡环未充分融化包裹导线线芯，使该处焊接套管焊点虚焊，同轴电缆和导线连接不好。引信测试时晃动焊接套管，引信故障时有时无，测试时就出现PF2故障。

2）典型故障现象

包括：故障可能时有时无;对数放大器（LOG、AMP）信号不稳定。

3）预防措施

包括：引信初测时使用竹签进行触碰检查;引信在高低温测试前，使用竹签再次进行触碰检查。

5.2电路板虚焊

1）故障原因

一枚引信PF2偶发不合格，观察故障时的cc脉冲信号，发现该引信的第4个离开脉冲为正脉冲（离开脉冲应为负脉冲），如图6所示，此时近炸引信起爆1（PF DETl）输出出现异常，导致PF2测试不合格，测试终止。

Cc脉冲信号是由逻辑系统产生的，A、B两路中频信号分别通过门限电路、鉴相电路后，经过相加器叠加成cc脉冲信号。在故障复现过程中，逻辑。系统上所焊接并引线监测的6个点，都在这些电路中，是产生cc脉冲信号的关键点。cc脉冲信号的第4个离开脉冲本应为负脉冲，却成了正脉冲，说明这些焊点中之一或某些存在虚焊，造成引信起爆1（PFDETl）输出异常，使PF2测试不合格。

2）纠正措施

对该引信的逻辑系统上的6个焊点进行重新焊接，重新装配后进行测试，多次测试结果均合格。

由于焊点虚焊很难通过单板测试或者目视检查的手段发现，为防止再次出现此类问题，特制定以下预防措施：产品在入厂测试时，使用示波器监测PF2测试状态下的cc脉冲信号，若cc脉冲信号出现脉冲突变现象，则对该产品进行重点监测，以防止此类问题发生。

5.3射频系统输出不稳定

对该枚引信进行单独测试和信号监测，发现在没有导弹与目标模拟交会时，cc脉冲信号中出现了干扰脉冲信号，该干扰脉冲信号出现频率很低。同时监测了中频系统上的3个信号a、b、c（为中频系统的内部信号），如图7所示。

由图7可见，出现干扰脉冲信号时，中频系统的a信号、b信号波形同步出现了干扰毛刺。从图1的引信原理图可以看出，由于中频系统的a信号、b信号出现的干扰毛刺，导致中频系统的A、B两路信号异常，从而导致逻辑系统的cc脉冲信号异常，最终导致测试PF2不合格。

引信测试时，射频系统产生的一个fo调频信号由发射天线发射后，测试设备对发射信号进行调制，产生所需要的多普勒频移，并将其与反射信号fo进行一次混频，送至中频系统，经过一次混频后的信号在中频系统内与中频系统产生的本振信号进行二次混频，混频后的信号为含有多普勒信息的A、B两路信号，随后送至逻辑系统，产生多普勒cc脉冲信号。引信混频原理如图8所示。

该产品PF2不合格的故障时机发生在导弹与目标模拟交会前，此时射频系统发射的射频信号不会被设备调制，可以理解为fd等于0，信号经过二次混频后也不会产生多普勒频移fd，此时cc脉冲信号应为高电平。

但是，如果此时射频系统输出频率不稳定，单位时间内频率漂移量过大，当进行一次混频时，射频系统频率已经由fo变为fo，此时便产生了频率差，引信将该频率差误认为是“多普勒频移”，这个“多普勒频移”在经过二次混频，通过中频系统、逻辑系统后产生了cc脉冲信号，即如图7所示的干扰脉冲信号，并最终导致了PF2不合格。

5.4中频系统性能参数临界

中频系统的工作原理如图9所示，晶体振荡器产生的本振信号分为两路，一路分别与A、B两路的输入信号进行混频，产生A输出和B输出;一路产生调制信号。在产品通电时，中频系统工作，晶体振荡器随之开始产生本振信号，由于处在同一块电路板中，不可避免地对A、B两路产生交叉干扰。

中频系统测试项目中的“从本机振荡到中频B输出的交叉电压”，就是为了考核该项指标。

如果该项指标超差，此时晶体振荡器对电路的交叉干扰过大，就会影响电路中A、B两路信号的正常传输，或者在没有A、B两路的输入信号时产生干扰信号，进而影响A、B两路的输出信号，从而造成PF2不合格。

该PF2偶发不合格产品的中频系统测试结果中，“从本机振荡到中频B输出的交叉电压”项的测试值处于临界状态，就有可能出现晶体振荡器影响B路信号输出的情况，进而造成PF2的偶发不合格。

中频系统测试中的“从本机振荡到中频B输出的交叉电压”项指标反映了中频系统在无输入信号时，电路板上的晶体振荡器（产生中频信号）对B路的影响程度，也反应了电路板B路的抗干扰性能。针对该测试项目检测了其他两枚合格产品的中频系统，测试值均為非临界值。从原理和PF2故障时的现象可以看出，当该项指标处于临界状态时，可能引起中频系统B路输出异常，进而造成PF2偶发不合格。

6总结

在实际的近炸引信产品排故过程中，由于涉及射频系统、中频系统、逻辑系统和电源系统，导致产品不合格的因素众多，应根据实际情况对产品进行总体故障分析，然后采集故障信号，根据信号流程、产品原理逐步确定故障点。