代 睿

BIT檢測在雷達設(shè)備實際工程中的實現(xiàn)

代 睿

（海軍裝備部）

雷達技術(shù)的迅速發(fā)展對設(shè)備測試性提出了越來越高的要求，機內(nèi)檢測（BIT）技術(shù)作為雷達測試的重要手段，其發(fā)展和設(shè)計需要貼近實際工程研制的過程，結(jié)合某雷達設(shè)備BIT設(shè)計開發(fā)過程，總結(jié)BIT設(shè)計經(jīng)驗和原則，對雷達設(shè)備BIT檢測的方案設(shè)計和工程實現(xiàn)有較好的借鑒意義。

測試性；機內(nèi)檢測；雷達；工程實現(xiàn)

0 引言

雷達設(shè)備在向多功能、高性能方向發(fā)展的同時，其技術(shù)要求越來越高，硬件結(jié)構(gòu)組成更加復(fù)雜，為保證雷達設(shè)備具備更可靠的作戰(zhàn)能力、更強大的生存能力以及更穩(wěn)定的工作狀態(tài)，要求當(dāng)故障發(fā)生時，雷達設(shè)備具備更快速的故障檢測速度和更準(zhǔn)確的故障定位能力，即針對雷達設(shè)備的測試性、維修性提出更高的要求[1]。機內(nèi)檢測（Built in Test，BIT）技術(shù)能有效提高雷達日常維護的效率，滿足雷達更高的測試性和維修性需求，縮短維修時間，提升維護效率和降低維護成本[2]。目前BIT設(shè)計的原則多依賴于經(jīng)驗和既有規(guī)則，面對如何增強BIT檢測的能力和手段，構(gòu)建更加合適、全面的BIT檢測設(shè)計的問題，要求在進行BIT檢測設(shè)計時盡可能地貼近實際工程研制過程，總結(jié)研制過程中的故障類型和故障原因，針對故障發(fā)生的機理和排查過程進行匯總，通過設(shè)計合理的BIT檢測點，提升設(shè)備的測試性，達到縮短維修時間，提高設(shè)備可維修性的目的。

1 雷達BIT檢測的意義

BIT是一種針對設(shè)備故障進行自動檢測和故障隔離的設(shè)計，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，通過BIT檢測手段能快速上報故障發(fā)生的類型和故障名稱，從而準(zhǔn)確定位到設(shè)備發(fā)生故障的分機、分系統(tǒng)直到模塊，通過故障類型判斷雷達設(shè)備目前的狀態(tài)以及對系統(tǒng)影響的程度，判定其是否影響真實作戰(zhàn)場景下設(shè)備的使用[3]。采用BIT技術(shù)已經(jīng)成為武器設(shè)備發(fā)現(xiàn)并隔離故障的重要手段，在武器系統(tǒng)中采用BIT技術(shù)能有效提高系統(tǒng)自我診斷的能力，減少維修過程中問題定位的時間，對提高武器設(shè)備的可靠性和縮短武器設(shè)備的維修時間具有極為重要的意義。

雷達作為各種武器設(shè)備的重要組成部分，其模塊的集成化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊，發(fā)生故障時的定位更加困難，因此針對BIT技術(shù)的設(shè)計要求更高，提升BIT檢測的能力極為重要，全面的BIT設(shè)計能極大地提高雷達設(shè)備的可靠性和可維修性，其具體表現(xiàn)在如下幾個方面：

1）提高真實作戰(zhàn)能力

通過BIT檢測的手段能提高對于雷達設(shè)備狀態(tài)檢測的次數(shù)，減少真實作戰(zhàn)狀態(tài)時故障發(fā)生的概率，保證雷達戰(zhàn)備可靠程度，提升雷達設(shè)備的作戰(zhàn)能力，對雷達設(shè)備的持續(xù)作戰(zhàn)能力和保證戰(zhàn)時設(shè)備可靠性有著重要意義。

2）縮短故障檢測時間

通過準(zhǔn)確的BIT檢測手段，能增加故障定位的能力，減少故障定位的時間，縮短故障維修的時間，減少故障定位的難度，提升設(shè)備的可維修性。

3）減少使用保障費用

可靠性和可維修性的提升，減少了對于維修人力的需求，降低了對備件供應(yīng)和保障設(shè)備的需求，同時對維修人員的培訓(xùn)和要求等級降低，從而減少了設(shè)備使用保障的費用。

2 雷達設(shè)備中BIT設(shè)計

雷達BIT設(shè)計包括加電BIT、周期BIT和維護BIT，其中加電BIT是指雷達整機開機時對雷達各分系統(tǒng)進行檢測來判斷雷達整機是否正常；周期BIT是指按固定周期對雷達各分系統(tǒng)進行檢測并回告雷達狀態(tài)；維護BIT需要雷達停止工作，啟動檢測程序?qū)Ω鞣窒到y(tǒng)進行故障檢測[4]，完成雷達的深度檢查并回告整機狀態(tài)，針對檢測到的故障進行判斷、決策和隔離，回告故障類型和故障名稱。雷達BIT檢測流程如圖1所示。

雷達設(shè)備通常包含天線陣面、數(shù)據(jù)處理、信號處理、伺服控制和頻率合成等分系統(tǒng)，雷達BIT設(shè)計采用分布—集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對上述各分系統(tǒng)進行獨立測試，具備隔離到分系統(tǒng)內(nèi)模塊級故障的能力，雷達設(shè)備BIT結(jié)構(gòu)如圖2所示。

雷達正常工作期間，按多次巡回檢測的方式對雷達整機進行檢測，檢測完成后，按照故障判斷的準(zhǔn)則進行判定回告狀態(tài)，雷達的巡回檢測按各模塊故障表進行，并根據(jù)回告的故障進行綜合定位。雷達設(shè)備BIT設(shè)計具備快速、準(zhǔn)確的特點，實際工程研制雷達具備多種工作模式，不同模式下的功能和性能不同，針對不同工作模式下的BIT檢測也不完全相同，可測試性也不一致，通過測試邏輯的設(shè)計、優(yōu)化達到BIT設(shè)計的全面性和完整性。

3 BIT在實際工程中的迭代更新

在實際工程研制中雷達BIT設(shè)計是一個不斷迭代更新的過程，系統(tǒng)BIT設(shè)計的一項重要基礎(chǔ)是針對工程研制時發(fā)生的故障現(xiàn)象進行分析、總結(jié)，通過機理的分析對故障檢測邏輯反復(fù)迭代設(shè)計、驗證從而實現(xiàn)的過程。通過系統(tǒng)的仿真、邏輯的判定，結(jié)合實際工程發(fā)生的現(xiàn)象來不斷完善BIT設(shè)計，形成有效的BIT判定準(zhǔn)則。雷達設(shè)備的實際工程研制會經(jīng)歷初樣機和正樣機兩個狀態(tài)，在不同樣機研制的過程中BIT的表現(xiàn)不同。

1）初樣機階段

雷達的初樣機階段是BIT設(shè)計的初步階段，這一階段的BIT設(shè)計不夠完善，針對故障點的設(shè)計不夠全面，隨著初樣機工程研制的推進，故障現(xiàn)象發(fā)生，對故障現(xiàn)象深入地分析、總結(jié)，對故障機理進行深入剖析，設(shè)計合理的檢測邏輯達到針對相應(yīng)故障的發(fā)現(xiàn)、隔離和定位，完成BIT的系統(tǒng)設(shè)計，通過不斷地舉一反三，將故障檢測實現(xiàn)的過程同步應(yīng)用在其他故障設(shè)計中。針對這一階段的故障現(xiàn)象匯總、分析、設(shè)計、仿真、驗證和實現(xiàn)等步驟完成雷達整機BIT系統(tǒng)的初步設(shè)計并在工程中進行前期的驗證。

2）正樣機階段

雷達的正樣機階段是BIT設(shè)計的驗證、完善和定型階段，基于初樣機階段的設(shè)計和驗證過程，已經(jīng)實現(xiàn)了雷達系統(tǒng)BIT的基本設(shè)計，但這一過程中因為設(shè)計邏輯不夠完善，還需要大量的測試和驗證過程，在正樣機階段通過大量測試性試驗，用不同的測試手段，包括破壞性和非破壞性的方式，來驗證初樣機階段邏輯設(shè)計的合理性和故障隔離的有效性，達到不斷完善BIT系統(tǒng)設(shè)計的目的。

4 BIT檢測的發(fā)展方向

隨著硬件小型化、模塊化和集成化程度越來越高，計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能等理論的不斷成熟，方法的不斷完善，為傳統(tǒng)BIT技術(shù)解決故障定位不夠準(zhǔn)確、虛警率高和不能高效進行故障隔離等問題提供了更多的方式，為BIT技術(shù)的完善、提升和應(yīng)用提供了更多的手段[5]。隨著真實作戰(zhàn)對雷達可靠性要求不斷地提高，BIT技術(shù)的發(fā)展和更新必須重視。目前針對BIT技術(shù)發(fā)展的研究主要有以下幾個方向：

1）BIT和ATE方式相融合

BIT設(shè)計是一種將故障問題定位到外場可更換模塊或單元的手段，自動測試設(shè)備（Automatic Test Equipment，ATE）技術(shù)是一種將可更換模塊或單元中發(fā)生的故障定位到內(nèi)場可更換單元的方法，針對BIT無法進一步進行故障隔離的問題可以通過融合ATE技術(shù)的方法進行解決，使得BIT功能更加完善，具備更好的故障隔離和定位能力，增強雷達設(shè)備在實際使用中的可靠性[6]。

2）機電BIT的發(fā)展與研究

現(xiàn)有BIT設(shè)計在雷達中多使用在電子器件中，針對機電設(shè)備的BIT開發(fā)也是未來發(fā)展和研究的方向。機電BIT是指在機械、電氣液壓等非電部件在內(nèi)的復(fù)雜機電設(shè)備中應(yīng)用BIT檢測[7]。它的發(fā)展依賴于諸如齒輪箱診斷、工況監(jiān)測、鐵譜分析、液壓系統(tǒng)診斷和聲發(fā)射技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，以信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)和電子技術(shù)為依托，這些理論的發(fā)展將極大地推動機電BIT的發(fā)展與應(yīng)用[8]。

3）集多功能于一體的健康監(jiān)測系統(tǒng)

隨著雷達設(shè)備BIT技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷迭代更新，BIT將發(fā)展成集多種功能于一身的技術(shù)，在包含已有的故障檢測、隔離和定位功能的同時，還將融合控制[9]、保護的能力，具備日志查看、數(shù)據(jù)記錄和故障回放的功能，同時針對故障問題提出故障排查的方案、解決的方式以及解決后的設(shè)備狀態(tài)，這種集多功能的健康監(jiān)測系統(tǒng)能不斷提高雷達設(shè)備的可靠性和測試性，降低維修成本，提升設(shè)備可維修性，具有極大的應(yīng)用場景[10]。

5 結(jié)語

BIT檢測技術(shù)作為雷達設(shè)備必須具備的重要功能，對雷達進行故障發(fā)現(xiàn)、故障檢測、故障隔離和故障定位都有著極為重要的意義，在實際作戰(zhàn)中，BIT檢測技術(shù)也發(fā)揮著極為重要的作用。因此，BIT方案的設(shè)計需要在雷達總體方案、整體結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)以及通用質(zhì)量特性設(shè)計之初給予充足的考慮，針對雷達設(shè)備在實際工程研制過程中調(diào)試、生產(chǎn)、工作中的故障總結(jié)，將故障現(xiàn)象融入BIT總體設(shè)計。本文結(jié)合某雷達設(shè)備BIT設(shè)計開發(fā)過程，總結(jié)了工程研制中不同階段BIT設(shè)計的迭代過程，對雷達設(shè)備的BIT設(shè)計有重要的參考價值。

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[6] 翟穎華，周越文，梁學(xué)明，等. AET中的故障診斷系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 空軍工程大學(xué)學(xué)報，2014.

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Implementation of BIT in Actual Engineering of Radar Equipment

DAI Rui

The rapid development of radar technology puts forward higher and higher requirements for equipment testability, Built in Test (BIT) as an important means of radar testing, its development and design need to be close to the actual engineering development process, combined with a radar equipment BIT design and development process, summarize BIT design experience and principles, for radar equipment BIT design and engineering implementation can be a good reference.

Testability; Built in Test; Radar; Engineering Development Process

TN955

A

1674-7976-(2023)-04-303-04

2023-07-06。

代睿（（1984.12—），四川自貢人，碩士，工程師，研究方向為數(shù)字陣列雷達總體設(shè)計和系統(tǒng)測試。