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数字示波器在雷达维护维修中的应用

马强

旅顺星光机械厂,辽宁省大连市,116041

摘要: 伴随现代化科学信息技术的高速发展,雷达技术也随之迎来空前发展机遇当前在对雷达系统开展的日常维修养护、故障检测工作中,数字示波器是雷达检测人员应用最为常见的一种检测工具,科学、有效的应用数字示波器,针对雷达系统中的每个组件,在取样波形、工作状态等层面实行检测,是以最快的速度评估故障位置、记录雷达工作情况的主要方式。本文主要针对数字示波器在雷达维护、维修工作环节的应用进行研究,然后基于此,分析了一系列应用层面的具体状况,以供参考。
关键词: 数字示波器;雷达维护维修;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157128
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前言:现代化背景下,数字示波器凭借自身在波形测量、显示、储存、触发,以及数据处理、分析等诸多层面的独特优势,在雷达系统的日常维修养护、故障排查等诸多环节,得到了大范围的应用、推广。但是,在具体操作环节,如果数字示波器应用操作不当,会在测量层面产生较大的误差问题,由此对测试维修维护工作起到不利影响。所以,雷达检测人员需要对此予以高度重视,采取有针对性的措施,提高数字示波器在雷达系统维护、维修环节的应用效率、水平,由此让雷达系统在运行环节的安全性、稳定性、可靠性得到有效保证。

1  数字示波器的多通道在雷达维护维修中的应用分析

1.1 多通道数字示波器对雷达组件时序的检测分析

示波器通电启动,开机自检通过。使用示波器探头连接示波器上内部标准信号测试点,进行测试,正常情况下会形成一个幅值为5V、频率为1KHz的标准的方波信号。另外,示波器在对信号进行测试时,需要注意必须接地,而且需要与测试信号相互共地。

测试信号前应先将示波器的外壳进行接地,将探针插入到待测位置之后,再对其进行测量。检测人员在对雷达系统每个组件的正常运行状况进行检测时,通常情况下会习惯应用单一通道的方式,对每个组件展开测试工作,从而观察波形是否出现异常现象。但是,雷达系统就整体角度来讲,每个组件在时序层面都拥有非常严格的控制流程,每个组件在具体运行环节,都是统一由计算机颁发控制命令,再由主控制面板分别对时序命令实行控制,由此操控各个信号来完成相应的工作内容,所以应用单一信道开展的检测工作,所获取的效果相对来讲并不理想。所以,在开展维修维护工作期间,除却对单个组件开展测试工作,评估组件运行状态是否产生异常之外,需要尽可能应用多通道的方式,对雷达系统中的所有组件相互之间,在时序层面的关系是否出现误差进行检测。

本文主要以实际测试背景下的雷达接收机保护器、发射机调制器,在工作环节的具体检测时序为具体案例进行分析,评估雷达工作环节的所有时序是否存在问题。检测人员通过对发射脉冲包络、人工线放电脉冲波前进行观测,最终评估发射机调制器在运行环节,所有时序命令均处于正常状态。同时,对接收机保护器的命令、响应时序波形进行观测,测试脉冲幅度、脉冲宽度,进行比较,如延时过高极有可能导致后端位置的限幅器被烧坏,如果应用单一通道的方式,则无法对接收机保护器的命令、响应相互时间的时延状态进行有效观察,由此也就无法有针对性的找到故障产生的具体原因。

所以,应用多通道的数字示波器,能够在维修、维护环节,更加直观、精准的探测到雷达发射机中的单个组件,在工作环节的状态是否出现异常,同时还可以检查每个组件在实际运行环节的状态是否正常,由此判断雷达系统当前的工作状态,是否处于正常状态。应用多通道的数字示波器,对雷达组件在工作环节的时序状态进行检测、记录,拥有较为重要的积极意义[1]。

1.2 多通道的数字示波器在差分信号检测层面的分析

目前,对雷达系统的每个组件来讲,差分信号在电路中属于应用相对较多的一种方式。一个干扰源可以以相同的程度,针对差分信号的每一个端口进行类似干扰,差分信号除却在干扰层面的灵敏度相对较低之外,比单端信号产生的电磁干扰相比较要少,能够有效抑制发射机外部的电磁干扰现象。因为普通探头在探测层面,只能够对对地信号进行探测,而应用差分探头可以对任意两点相互之间的信号进行检测。在未应用专用探头的状况下,用相互配备的两个普通性质的无源探头,取代差分探头、差分信号进行测量,应用两个完全相同的无源探头,通道CH1与A点实现连接,通道CH2与B点实行连接,此时数字示波器中显示的数值就是A、B两点相互之间的差分数值。数字示波器中具备的乘、除、加、减等运算功能,能够让测试环节的各项工作更加便捷,此方法适合应用在共模电压为低频电压、直流电压的状况下,而且幅度要比差模信号允许幅度相对较小[2]。

2  数字示波器对雷达高频脉冲包络的检测分析

现代雷达发射机所发射出的初相位稳定、无频偏、稳定性高的大频率射频脉冲,在应用层面的性能好坏,直接对探测数据的质量、精准度起到影响,所以需要定期针对射频脉冲包络中的数据参数实行测量检查。本文以某雷达发射机,在脉冲包络层面的测试为主要案例进行分析:

2.1 示波器电阻数值的设置

将与示波器相互匹配的电阻,在数值层面设置为50欧姆,任何需要对包络波形进行检测的信号,都需要匹配数值为50欧姆的电阻。匹配阻抗数值结果在设置层面的精准性,直接影响波形测量结果的精准性。

2.2 发射脉冲包络的检测

如果直接从波导上对发射脉冲的包络进行直接测试,必须对衰减的数值予以合理计算,防止对检波器造成不必要的破坏。某雷达发射机输出的理想功率是60kW(77.8dBm),控制检波器输入功率小于10dBm,应对信号进行衰减,除了系统自带的耦合器应再使用衰减器进行信号衰减。假设耦合器衰减了50dB,衰减器衰减了20dB,电缆损耗衰减了2dB。从波导中输出的发射脉冲功率为77.8dBm,衰减数值一共为72dB,进入检波器的功率大约为5.8dBm,没有超过10dBm,符合功率探头输入的最大功率数值要求[3]。

结束语:综上所述,在雷达系统的维护、维修环节,对数字示波器进行应用时,需要注意,在探头与被测电路进行连接时,不允许随意对其进行插拔,防止对探头造成不必要的损坏;示波器探头在接地层面不允许悬空,因为探头地线在悬空的时候,示波器的地、电路的地,会经过各自的安全地线,与大地相互之间实现连接,在测量环节虽然能够准确观察到其波形,但是引入地线的噪声也会逐渐增大,在具体测量环节导致波形稳定性相对较差,出现较大的晃动性。所以,雷达检测人员需要对上述问题给予高度重视,在提高检测工作质量的同时,确保雷达系统的安全性。

参考文献:

[1]周嘉健,徐黄飞,吕玉嫦等.机外仪表在天气雷达年维护中的应用[J].气象水文海洋仪器,2021,38(04):95-96+100.

[2]李宗昊.多普勒天气雷达的故障维修及日常维护[J].农业技术与装备,2021(09):132-133+135.

[3]吴少峰,程元慧,胡东明等.CINRAD雷达主要测试仪表的释用[J].广东气象,2008,30(5):86-87.