某型导弹综合测试设备的故障分析

刘洁 杨召甫 王韦 高闯 朱美荣

摘要：针对某型导弹综合测试时出现的频率相位重调故障，建立故障树，找出故障的关联性，对可能引发故障的因素进行排查验证，最终确定故障点，并针对故障隐患提出预防措施，为同类故障修理提供参考。

关键词：综合测试设备；继电器；故障；测试

Keywords：integrated test equipment；relay；fault；test

0 引言

某型导弹综合测试设备用于筒弹测试、裸弹测试及桁条式仪器串测试，能够全面检测导弹各项性能参数并给出综合评定，完成导弹安全电路检查、频率与相位重调、舵系统控制及无线电引信灵敏度检查及各仪器调试等，是某型导弹修理的核心设备和技术指标评定的依据。该设备在进行导弹综合测试时出现参数044090-003（相位通道）故障，其中ФМ362C组合Pпор门限指示灯未显示。

根据设备原理分析绘制功能图和原理框图，建立故障树，分析故障原因。搭建通用测试设备平台进行检测，最终定位故障元器件并进行更换。故障排除后对设备进行综合调试，测试结果均合格。

1 导弹及综合测试设备工作原理

1.1 弹上设备工作原理

测试代码参数044090-003代表导弹频率相位重调过程中的相位通道重调故障，具体体现在重调过程中导弹目标接收通道的和信号（C）与两个差信号（K、T）的相移量分别为90°±10°，相位微调达到导弹技术性能指标要求。

根据导弹目标接收通道的相位微调工作原理和测试设备原理，在导弹目标接收通道相位微调时，综合测试设备向导弹传输模拟含有多普勒信息（fo±fд）的目标反射高频信号，由ФК021组合（Ц通道）经波导传输到ФК014辐射器，向导弹进行空馈传输。当和、差信号的相位差为90°±10°时，相位微调达到要求。具体工作过程如下：

1）无线电侧向仪的接收装置（ФПА和ФПП）接收信号后，经魔T变换和本振频率变换，形成一个和信号C（基准）、两个差信号K、T（偏航、俯仰）三个通道25.25MHz的第一中频，再经弹站和弹目间两次多普勒频率修正变换后形成窄带4.6MHz的第三中频信号，和信号C经相移90°和可调移相器后，分两路送入角度组件偏航和俯仰角的相位检波器，分别与两个K、T差信号进行相位鉴相。鉴相后的导弹相对于目标在偏航、俯仰方面的角度差值电压经码压变换后送入编码器，形成串行信息下传到测试设备或地面照射制导雷达。

2）相位检波器的作用相当于形成误差控制信号的鉴相器。在工作时，移相环节的作用是保证在理想状态（目标通道接收机的和通道与差通道没有相移）即在相位检波器的输入端和信号经90°移相后与差信号之间的相位差为 90°时，相位检波器的输出端输出电压为零。

3）相位检波器对输入的两信号进行鉴相处理，若和、差信号的相位差为90°，则相位检波器无信号输出；若相位差不是90°，输出幅度正比于失调值的误差电压经码压变换后传输到编码器（ФПШ），编成7位二进制信息码值（即Δα、Δβ），该码的1～6位为相位失谐值的幅度信息，第7位为误差极性信息。失谐信息码经ФМ362C组合寄存器（RG）到ΔФ分析电路形成误差信号，使控制电压形成器产生相应α、β通道的移相修正控制信号，控制弹上偏航α和俯仰β通道步进电机对可调移相器进行相位修正。当和、差信号的相位差为90°±10°，相位微调达到导弹技术指标要求。

1.2 综合测试设备原理

导弹频率相位重调过程中，综合测试设备基本工作过程如下：由基准频率产生组合ФМ321А形成高频信号fo，经定向耦合器分别送入设备01机柜的上、下ФК021组合（У、Ц通道）和ФК054组合（О通道），用于基准频率或高频载波信号；同时，从设备ФК052组合产生相位微调用的75kHz的多普勒信号（fд）也送到调制器，经过调制形成模拟目标反射的高频多普勒信息（fo±fд），经波导传送到ФК014辐射器对导弹进行空馈辐射。导弹鉴相的移相角度差值信息经编码器处理形成导弹应答机下传的串行ИНФП信息，经高频送到设备的ФК054组合，与ФМ321А形成基准高频信号进行混频，得到36MHz±Δf的中频视频信息，经检波后将移相角度差值信息分离出来送入设备ФК362C组合的相位微调处理电路。

相位微调工作原理图如图1所示。

2 故障原因分析

2.1 故障树

结合导弹和设备工作原理，列出造成代码参数显示044090-003（相位通道）不合格即相位通道故障的因素，绘制故障树如图2所示。

2.2 故障原因排查

2.2.1导弹原因

相位通道不合格涉及导弹目标通道组合较多，为了较快确定故障原因，直接对设备状态进行功能自检，发现ФК063组合功能检查良好状态灯不亮，使用设备1011自检程序进行设备自检，测试结果代码参数显示190675判定为不合格。通过上述综合检查，初步排除导弹自身因素，将故障孤立到综合测试设备。

2.2.2综合测试设备排查

1）ФМ321А组合

ФМ321А组合由电源、超高频振荡器、控制电路三部分组成，主要产生弹上基准频率源，组合电源由+27V接通电源信号控制接通。首先对组合进行电源检查，ФМ321А组合电源板件为ФЩ200-05，对电源检测孔±5V、±6.3V、±12.6V、±27V输出检查正常，超高频振荡器能够完成输出频率和调整工作，控制电路形成粗搜索信号；超高频振荡器根据相位检波器送来的控制信号进行频率调整，ФМ321А组合的显示信号形成器对输出的高频信号fo进行检查，搜索信号、基本截获信号、辅助截获信号和辅助截获检查信号齐全时序正常，组合前面板频率额定信号灯亮；使用頻谱仪对输出接口的频谱功率进行检测，数据正常；将起倒开关放置在“自动”档，绿灯fHOPM额定灯发亮。排查结果说明本组合输出频率正常，可以排除ФМ321А组合的故障。

2）ФК052组合故障

ФК052组合产生75kHz的多普勒信号（fд），形成带频移的中频信号。该信号由组合的ФК052-202板产生，用示波器对信号和传输线路进行信号测量，检测到75kHz信号输出，满足指标要求。组合进行功检时，功检良好状态灯正常。因此，可以排除ФК052组合的故障。

3）ФК054组合故障

ФК054用于将导弹下行的应答高频和经编码的导弹及目标信息与本振频率进行混频，得到视频脉冲的中频信息。对于应答脉冲功率，测量导弹下行的应答脉冲的宽度、周期、功率及与询问的延迟时间等参数，同时将下行ИНФП信息中的导弹角度信息和应答脉冲分别送到ФМ362C组合的磁控管和相位的重调及微调通道，进行磁控管频率和导弹目标通道的K、T角度相位的微调。由于044090首先对磁控管进行重调，磁控管重调参数合格，磁控管重调和相位重调下行信息传输通道相同，且组合进行功检时，功检良好状态灯正常，初步排除此组合的故障。

4）ФМ362C组合

ФМ362C组合由三个独立的带有鉴别、调节脉冲产生等电路的通道组成，分别实现对导弹的本机振荡器速调管、应答机磁控管以及目标通道的相位重调和微调工作。组合由+27V接通电源信号控制接通。首先对电源±5V、±6.3V、±12.6V、+40V输出检查正常，对组合进行功检时依次检查了以下电路工作情况：功率门限延时电路、α和β最小记忆器、α和β最大记忆器相位微调好信号形成器、步进脉冲形成器、步进脉冲检查电路、相位检查接通电路、标志符号形成器、微调记忆器、同步脉冲记忆器、功率放大器插件。在检查过程中能正常形成下列信号：α通道和β通道的步进脉冲、接通相位检查信号、同步信号波门、功率放大器信号。将转换开关放90°位置，输入+5V电平指令，在功检信号的作用下，电路能够形成模拟的功率门限电平信号。因此，可以排除ФМ362C组合的故障。

5）ФК021组合故障

ФК021组合由电源、平衡混频调制器、隔离器、行波管、固定衰减器、电控衰减器，检测电路、波导等组成。通过计算机程控控制衰减器的衰减量，可实现导弹接收目标反射信号功率大小，模拟导弹距离目标的远近。该组合在导弹相位微调时，将ФК321组合送来的高频载波信号和ФК052组合送来的75kHz的多普勒信号（fд）进行调制混频处理，形成用于模拟目标反射的高频信号。首先对组合进行电源检查，对电源检测孔+5V、±6.3V、+12.6V、-27V、+36V、-100V输出检查正常，在对组合功检时发现功检良好状态灯不亮。

为了深入查找ФК021组合故障原因，先将组合切换成手动状态，将信号切换到连续波状态，使用频谱仪采集信号，发现没有高频信号输入；对ФК014组合的输出信号功率进行监测，发现无功率输出，由此可以判定该组合存在故障。对ФК021组合高频信号无输出展开内部电路排查，对照查阅技术资料，测试调制混频模块板У5（ФК021-201）板的测试检测孔ГН2无信号输出，对У5板的供电电压+12.6V和-6.3V进行测量，两路电压均无输入。依照图3所示ФК021组合电路对У5板的供电电压进行排查，П1插排的2、3、5点输入电压-6.3V、+12.6V、+27V都正常，按压KH3接触器，У5板插头检查点电压无任何变化，因此判定KH3线路上的РЗС48Б继电器存在故障，造成У5板无电压供电，导致其不工作。更换新的РЗС48Б继电器，У5板供电电压正常。组合检波电流指标正常，功检正常。依据上述对ФК021组合故障的排查和处理，将导弹进行性能测试，测试结果纸带代码参数显示044090等一系列参数均合格，因此初步判定故障为ФК021组合（Ц通道）РЗС48Б继电器低效所致。为验证故障排查的准确性，将更换下来的故障РЗС48Б继电器再次装入组合内测试验证，故障复现，由此确定РЗС48Б继电器故障是导致综合检测设备测试导弹时代码参数044090-003（相位通道）等不合格的最终原因。

3 修理措施

对ФК021组合РЗС48Б继电器进行更换，通过综合测试设备功能自检以及1011自检程序运行，测试结果均合格。导弹性能测试及各项测试代码数据均合格。

4 结束语

本次排查過程中通过总结修理方法，形成了综合测试设备修理指导依据，并充分利用通用测试设备进行检测，甄别出存在故障的环路，进行了有效的故障定位。

综合测试设备已工作40多年，线路老化，设备故障频发，其内部结构复杂，大多采用二极管、三极管、门电路组成的触发电路、放大电路等。设备的组合、板件、元器件数量和体积巨大，线路繁杂，故障定位难度大。通过本次故障排查，提出以下预防措施：应注重对排查过程中信号流程的记录和修理经验积累，后期应对该设备维护保养工作制定相应计划；落实设备的三级保养制度；加大操作人员培训工作，避免误操作引发设备故障；缩短设备的定期计量周期，确保设备的准确性和稳定性。

参考文献

[1] 某型导弹综合测试设备原理[Z].

[2] 韩雪涛.电子电路识图、应用与检测[M].北京：电子工业出版社，2019.