雷达故障检测与分析

雷达故障检测与分析

作者：王明煌

来源：《科技创新导报》2011年第24期

摘要:本文对航海雷达在使用过程中基本上可能会出现的故障逐步进行分析,并提出可能会发生故障的地方,以便于使用者和维修人员参考。

关键词:雷达故障分析

中图分类号:TN95 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(c)-0054-02

雷达作为航海人员的眼睛,它的主要作用是探测前方情况,一旦它发生任何故障,驾驶人员就会象盲人一样迷失方向,甚至还会导致船舶碰撞事故的发生。航海雷达的故障根据表现形式可

分为显性和隐性,显性的故障是指能够根据肉眼或听觉就能直接判断的,比如无视频输出、指示灯熄灭等,隐性的故障一般情况下凭视觉或听觉器官无法察觉的故障,比如接收性能下降、发射机性能下降等。雷达故障存在多样性,所以应根据不同故障的表现形式采取不同的方法去探测

并维修。

1雷达隐性故障检测和分析

对雷达的隐性故障的检测的最好的方法就是利用本雷达发射信号通过某些装置让自身接收,然后再对该信号进行放大处理,最后在显示屏幕上显示出对应的图象,根据图形的尺寸变化进行比较,就可以判断雷达性能的变化。现采用总性能监视器来检测整个辐射系统和接收机系统的

性能。该监视器进行监视性能时,在雷达周围尽量没有物标出现的情况下,效果会比较好。

辐射接收总性能监视器:

(1)总性能监视器的结构组成如图1,该监视器由喇叭天线和回波组成,安装于天线底座上。角状喇叭天线辐射口面对雷达天线方向,其下端与回波箱相连。回波箱是一个空腔谐振器,其固有谐振频率可由调谐装置调谐到发射信号频率上。但平时有一螺杆插入谐振腔内,使它处于失谐状态。当使用该监视器时,设计由继电器控制拉出螺杆,使铝制谐振腔处于谐振状态。

(2)监视对象:接通监视器开关后,雷达天线转到喇叭天线辐射口方向时,有一小部分辐射能量进入谐振腔并激起谐振,震荡频率与发射频率相同,持续时间约为10us(大于发射脉冲宽度10～100倍)。该震荡能量又从喇叭口辐射,并让雷达天线接收,接收机将信号进行放大处理又送到显示器显示。送给显示器显示的视频信号幅度与发射机的发射功率,传输损耗和接收机灵敏度都

有关,这种监视器的监视对象包括:发射机、接收机、天线接收部分以及传输部分。

(3)图像及判断方法:该监视器的图像如图2所示,在测量范围为24nmile或48n mile,若第6

圈无弧线,则总性能下降-5dB；若第5、6圈均无弧线,则总性能下降-10dB；若第2圈圆弧的同

心角等于初始安装调试后所记下的原始同心角值,则性能下降的主要原因是接收机引起的,若小于原始同心角值,那么性能下降的主要原因是由发射机产生。这样就能方便地测定具体是雷达发射部分还是接收部分性能处于异常情况。

2雷达显性故障检测和分析

雷达整机工作发生故障,在检查原因时,并不能想当然地进行判断,而应该按照故障的表现形式,按照循序渐进的步骤进行检测,直到查明原因,才能进行维修。

2.1 电源部分

(1)面板电源部分:将“雷达电源”开关拨到“预备”位置,顺时针方向增大“照明”按钮,面板照明灯应该亮。如果不亮,应检查显示器保险丝,或中频输出总保险丝。如果保险丝均好,就应该查中频电源的输出。

(2)在3min的预备过程后,“预备灯”应亮。如果不亮时按下“紧急发射”按钮,若灯亮了,那么

就是3min预备延时电路发生故障。若灯还是不亮,那么就要进一步检查中频电源。

(3)中频电源设备:如果是中频逆变器,则雷达电源开关置预备时,应有和谐的中频电源频率的声音。如果用万用表测量输出,应有正常的输出电压。中频变流机组应该转动,转动方向应该与电机端头所标方向一致,声音应柔和,无杂声,也应有正常的输出电压。

2.2 显示部分

(1)将“雷达开关”置于“工作”状态,顺时针增大“扫描亮度”钮,一般到4～5位置,屏上应能见到扫描线顺时针匀速旋转。假如将“亮度”钮旋到4～5位置,屏上有中心亮点出现,而无扫描线,说明CRT及CRT有关电路是好的,可能是扫描电路有问题。这时就应该检查锯齿电路产生器的电源保险丝。

(2)如果将“亮度”按钮转到底,屏上才有亮点,说明CRT及CRT电路是好的,问题就应该出在触发脉冲或方波产生器,如果将“亮度”按钮转到底,屏上什么也没有,则CRT各供电电路或CRT

本身有问题。

(3)屏上有扫描线但不转,应看天线转动状况。如果天线不转,应先查看天线保险丝、天线启动继电器状况及供电电源。若有供电电源,则应检查天线驱动电机是否发身故障。

2.3 天线与扫描部分

(1)若天线转动,但扫描线不转,则应查方位扫描系统。若天线转动方向正确,而扫描线却反转,则同步机三相信号线其中二相电极性接反。

(2)扫描线正常,但无船首线。这种情况应该增大固定距标圈亮度和电子方位线亮度,如果这种情况下只有固定距标圈和电子方位线却没有船首线,则说明船首线电路有问题。若各种标志均不出现,则可能是视频混合放大器及相关信号通路有问题。

(3)增大固定距标圈亮度按钮,屏上应该出现等间隔距离圈,如果间隔不相等,说明扫描线性不好,若距离圈太多,说明扫描速率太慢,若距离太少,但间隔大,扫描线看不到头,说明扫描速度太快。如果在屏上可见到扫描线末端,此时,数固定距离圈的圈数,如多于6.5圈,说明方波宽度太宽；若少于6圈,说明方波宽度太窄,应该调整方波宽度系数。

2.4 放大器与磁控管部分

(1)顺时针增大增益,屏上应有噪声斑点出现,调节“调谐”钮,屏上应有回波出现。如果屏上无噪声斑点(但有船首线等),尝试顺时针调“增益”按钮到底时,屏上才有些噪声斑点,说明主中放及以后通路是好的,可能前置中放及变频器有问题；假如调到底屏上也无噪声斑点,则可能是主中放或以后的通路有问题。

(2)若屏上有噪声斑点,晶体电流正常,但无回波,则可查磁控管电流。在雷达未通电时检查内部磁控管,用万用表测灯丝电阻,阻值应为几个欧姆,再用兆欧表测阳-阴极间绝缘电阻,阻值应大于200兆欧。在磁控管通电时先关掉高压,拆下收发机口的波导接头,然后将氖灯放在收发机波导出口处,再开高压,这时氖灯一般在离波导口10～15cm就发亮,若不发亮,说明是磁控管不工作了。

(3)若磁控管电流正常,且在收发机波导口,用氖灯查很亮,但屏上回波仍很弱,甚至无回波则应上天线检查,检查方法与检查磁控管的方法类似。首先关掉高压,在天线入口处断开波导,然后开高压,用氖灯在波导出口出检查。若发亮,说明有电磁波到达,也就是磁控管传出的信号经过波导整个路径都是正常的,仅是天线存在问题。若此处氖灯不亮,但是在发射机出口处氖灯正常发亮,那么可能是传输的波导有问题,有可能波导某部分有堵塞(如积水)。

3结语

以上是多名船舶驾驶人员在长期航行过程中所见到多种故障的判断总结,希望通过这些故障分析,读者能够掌握判断故障发生处的方法,并适当地排除,同时也要求船舶管理部门做好本职工作同时,对故障分析的思路能起到抛砖引玉的作用。为了保障雷达设备的最大无故障使用时间,在使用该设备时应该严格遵守设备的维护保养规定。具体地说就是,若要求最大限度能够保证雷达设备安全无故障的使用时间,就是完全依赖对该设备的维护和保养程度。

参考文献

[1] 史伯涛编著.船用雷达设备.大连海运学院出版社.

[2] 王世远编著.航海雷达与ARPA.大连海事大学出版社.