(南京電子技術(shù)研究所，南京 210039)

0 引言

近年來(lái)，隨著部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練要求以及設(shè)備復(fù)雜性增加，裝備保障任務(wù)急劇增加，對(duì)裝備保障和使用部門(mén)帶來(lái)極大的壓力。有源相控陣?yán)走_(dá)作為作戰(zhàn)系統(tǒng)的核心傳感器，擔(dān)負(fù)戰(zhàn)備任務(wù)多、使用頻率高，必須時(shí)刻保持良好的作戰(zhàn)狀態(tài)，迫切需要采用故障預(yù)測(cè)和健康管理(PHM)方法，提高自主式保障能力，降低保障的壓力，提升保障效率。

故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)早在2000年就被列入美國(guó)《軍用關(guān)鍵技術(shù)》報(bào)告，美國(guó)國(guó)防部將嵌入式診斷和預(yù)測(cè)技術(shù)視作降低壽命周期費(fèi)用和實(shí)現(xiàn)最佳戰(zhàn)備完好性的基礎(chǔ)，明確確立了裝備健康管理是實(shí)現(xiàn)武器裝備戰(zhàn)備完好性和經(jīng)濟(jì)性的重要地位。目前故障預(yù)測(cè)與健康管理已經(jīng)成為美國(guó)國(guó)防部采購(gòu)武器系統(tǒng)一項(xiàng)要求，是下一代艦船、車(chē)輛特別是飛機(jī)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用的極為重要一部分。健康管理的內(nèi)涵主要包含以下幾個(gè)方面：

1)故障檢測(cè)技術(shù):通過(guò)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視，并結(jié)合專(zhuān)業(yè)的測(cè)試手段以及系統(tǒng)級(jí)測(cè)試、分析，獲得故障檢測(cè)結(jié)果。

2)綜合診斷技術(shù):通過(guò)收集和處理關(guān)鍵設(shè)備的性能信息(單點(diǎn)故障等)，預(yù)計(jì)部件壽命并為預(yù)防性維修提供技術(shù)支撐，為備件籌備提供理論依據(jù)。

3)基于數(shù)據(jù)的決策技術(shù):建立歷史故障信息的故障庫(kù)，通過(guò)專(zhuān)家支持系統(tǒng)分析，提供預(yù)測(cè)結(jié)果并并對(duì)可用資源和使用需求提供決策，即實(shí)現(xiàn)裝備健康管理。

1 傳統(tǒng)雷達(dá)的BIT設(shè)計(jì)

雷達(dá)BIT的任務(wù)就是故障檢測(cè)與故障隔離( 隔離到可更換單元) ，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)整機(jī)及各子系統(tǒng)的故障, 迅速、準(zhǔn)確地將故障隔離到最小可更換單元。BIT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次一般由LRU級(jí)BIT、分機(jī)級(jí)BIT和整機(jī)級(jí)BIT形成。LRU級(jí)BIT是這種分層式設(shè)計(jì)BIT的最底層，是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)；各級(jí)BIT之間通過(guò)總線連接。雷達(dá)工作后，雷達(dá)分機(jī)監(jiān)測(cè)模塊自動(dòng)工作，低一級(jí)的BIT將其結(jié)果傳給上一級(jí)的BIT和整機(jī)BIT進(jìn)行分析；整機(jī)BIT綜合分析各子系統(tǒng)級(jí)BIT的信息，通過(guò)邏輯判斷給定相應(yīng)的故障信息和隔離信息，得出最終結(jié)論。傳統(tǒng)雷達(dá)BIT結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示。

圖1 雷達(dá)系統(tǒng)BIT結(jié)構(gòu)示意圖

在流程的設(shè)計(jì)上，一般情況下雷達(dá)BIT設(shè)計(jì)包括加電BIT、周期BIT、啟動(dòng)BIT 和故障隔離程序：加電BIT 是在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)之初對(duì)雷達(dá)各系統(tǒng)進(jìn)行的詳細(xì)檢測(cè)，以確定雷達(dá)是否進(jìn)入正常工作狀態(tài)；周期BIT是定期對(duì)雷達(dá)各系統(tǒng)的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試和檢查, 以確定雷達(dá)在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)；啟動(dòng)BIT是在加電BIT和周期BIT的基礎(chǔ)上，對(duì)各系統(tǒng)及功能模塊進(jìn)行的檢測(cè)，粗略進(jìn)行故障隔離和定位，為故障隔離BIT提供可靠的依據(jù)；故障隔離程序是在啟動(dòng)BIT無(wú)法將故障定位到最小可更換單元時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)運(yùn)行故障隔離程序，精確定位故障。

傳統(tǒng)的雷達(dá)BIT設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)對(duì)關(guān)鍵的LRU功能進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量對(duì)設(shè)備狀態(tài)好壞進(jìn)行判斷，機(jī)內(nèi)BIT對(duì)于一些性能指標(biāo)很難進(jìn)行定量檢測(cè)或檢測(cè)深度不夠，同時(shí)缺乏對(duì)整個(gè)裝備的系統(tǒng)性能評(píng)估和支持，可能出現(xiàn)在BIT無(wú)明顯故障征兆的情況下而整機(jī)性能的變化(下降)，這直接影響著雷達(dá)的作戰(zhàn)能力[1]。如在一般的監(jiān)視雷達(dá)中，如果通道一致性不好會(huì)使雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤發(fā)生偏差，導(dǎo)致測(cè)高不準(zhǔn)；在制導(dǎo)雷達(dá)中，類(lèi)似的故障現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的跟蹤，導(dǎo)致作戰(zhàn)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)打擊。因此基于整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)關(guān)鍵性能技術(shù)指標(biāo)(天線增益、發(fā)射功率、噪聲靈敏度)監(jiān)控極為重要，通過(guò)關(guān)鍵指標(biāo)的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如威力、精度以及系統(tǒng)改善因子等整機(jī)性能評(píng)估。相控陣?yán)走_(dá)作為復(fù)雜的電子系統(tǒng)，健康管理系統(tǒng)通過(guò)雷達(dá)BIT的測(cè)試數(shù)據(jù)分析挖掘，提供故障診斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)估，并根據(jù)分析評(píng)估結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行維修決策，提高裝備效能。

圖2 典型雷達(dá)系統(tǒng)BIT處理流程示意圖

2 有源相控陣?yán)走_(dá)健康管理方案

對(duì)于有源相控陣?yán)走_(dá)裝備而言，健康管理需要實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)視(BIT)、健康評(píng)估以及故障預(yù)測(cè)，按照健康管理觀點(diǎn)，有源相控陣?yán)走_(dá)健康管理的系統(tǒng)框架如圖3。雷達(dá)關(guān)鍵性能的監(jiān)視是健康管理的基礎(chǔ)，通過(guò)綜合診斷的分析完成對(duì)雷達(dá)性能的評(píng)估。相控陣?yán)走_(dá)的健康設(shè)計(jì)考慮如下：

1)確定健康標(biāo)準(zhǔn)和健康診斷邏輯；

2)確定狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，設(shè)置監(jiān)測(cè)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)及；

3)設(shè)計(jì)對(duì)故障的隔離、修復(fù)能力；

4)確定主要特征參數(shù)及雷達(dá)性能評(píng)估方法；

5)設(shè)計(jì)雷達(dá)系統(tǒng)健康信息的處理與預(yù)測(cè)維修流程及方法。

圖3 相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)健康管理架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 有源相控陣?yán)走_(dá)的健康標(biāo)準(zhǔn)和方法

裝備的健康狀態(tài)描述了裝備及其組成執(zhí)行功能的能力。裝備的健康狀態(tài)一般是通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)表征的，測(cè)試數(shù)據(jù)偏離標(biāo)準(zhǔn)值的程度越大，其健康狀態(tài)越差，因此裝備的健康狀態(tài)在一定程度上可表現(xiàn)為測(cè)試數(shù)據(jù)偏離標(biāo)準(zhǔn)值的程度。對(duì)于地面有源相控陣?yán)走_(dá)探測(cè)而言，雷達(dá)的威力和探測(cè)精度是核心指標(biāo)，而這兩個(gè)指標(biāo)需要通過(guò)輻射功率、系統(tǒng)靈敏度、天線增益(波束寬度)、脈沖寬度以及通道處理的損失等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量評(píng)估，如果考慮到雜波抑制以及抗干擾性能，還需要增加系統(tǒng)穩(wěn)定性、天線副瓣電平、動(dòng)態(tài)范圍、發(fā)射的諧波雜散等指標(biāo)。此外，有些指標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)量需要非常高的環(huán)境條件，譬如天線增益精確值，有源相控陣的靈敏度等，因此需要綜合考慮指標(biāo)測(cè)量與實(shí)際設(shè)計(jì)的折中，除了基本的LRU完好信息判斷外，按照關(guān)鍵要素測(cè)量值與指標(biāo)的偏離度健康標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于已實(shí)際服役的有源相控陣?yán)走_(dá)而言，考慮到設(shè)計(jì)的余量和監(jiān)視系統(tǒng)的復(fù)雜度，一般有源相控陣?yán)走_(dá)狀態(tài)健康狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)如下：

1)設(shè)備監(jiān)視的LRU狀態(tài)正常，主要功能性能符合指標(biāo)要求，此時(shí)雷達(dá)狀態(tài)為“良好”；

2)考慮到設(shè)備冗余設(shè)計(jì)，設(shè)備監(jiān)視的主要LRU狀態(tài)正常，且雷達(dá)功能性能符合設(shè)計(jì)要求，此時(shí)雷達(dá)狀態(tài)為“合格”；這里的冗余重點(diǎn)考慮的是有源相控陣?yán)走_(dá)天線陣面、陣面電源以及備份的發(fā)射、處理鏈路。

3)設(shè)備監(jiān)視主要LRU狀態(tài)正常(無(wú)單點(diǎn)故障)，雷達(dá)功能性能參數(shù)有一定的下降，例如由于有源天線陣面的慢性退化特性，功率孔徑積降低1 dB，改善因子惡化相對(duì)于指標(biāo)不超過(guò)1 dB等，此時(shí)雷達(dá)可判定為有條件的“可使用”。

2.2 有源相控陣?yán)走_(dá)狀態(tài)監(jiān)視和參數(shù)獲取設(shè)計(jì)思路

在裝備健康管理概念中，綜合診斷是核心，故障信息和性能參數(shù)獲取是基礎(chǔ)，因此傳統(tǒng)的LRU功能監(jiān)視、測(cè)量仍然需要。有源相控陣?yán)走_(dá)的綜合診斷系統(tǒng)首先統(tǒng)籌有源相控陣關(guān)鍵性能保證要求和成本約束，按照各個(gè)典型分系統(tǒng)或者設(shè)備組成及其FMEA的分析結(jié)果設(shè)計(jì)各分系統(tǒng)LRU監(jiān)視，進(jìn)行分系統(tǒng)LRU功能監(jiān)視和性能參數(shù)的獲取。其次，按照整個(gè)雷達(dá)的信號(hào)流程構(gòu)建關(guān)鍵系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)，同時(shí)從系統(tǒng)的角度獲取系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)，因而必須要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)測(cè)量、監(jiān)視系統(tǒng)。因此，對(duì)于關(guān)鍵分系統(tǒng)，在系統(tǒng)角度上設(shè)計(jì)的監(jiān)視測(cè)試說(shuō)明如下。

天線陣面：假設(shè)每個(gè)天線陣面的LRU均自身設(shè)計(jì)監(jiān)視邏輯，則設(shè)備比較復(fù)雜且成本頗高，此時(shí)需要從系統(tǒng)的角度設(shè)計(jì)內(nèi)監(jiān)測(cè)/外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，考慮到外部環(huán)境影響以及參數(shù)的獲取有效性，一般有源天線陣面采用內(nèi)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。

陣面電源：陣面電源設(shè)計(jì)故障和電壓電流的監(jiān)視測(cè)量系統(tǒng)，有源相控陣?yán)走_(dá)陣面電源模塊采用冗余設(shè)計(jì)，通常設(shè)計(jì)的冗余量在1個(gè)模塊以上(一般超過(guò)10%)，實(shí)現(xiàn)功能的冗余。

發(fā)射通道：有源相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)射鏈路一般是從低功率的信號(hào)產(chǎn)生，讓后進(jìn)行固態(tài)放大放大，然后再通過(guò)陣面的發(fā)射網(wǎng)絡(luò)分配到每個(gè)T/R通道，考慮到可靠性因素，對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)在固態(tài)放大這一級(jí)進(jìn)行雙冗余設(shè)計(jì)。

接收：天線接收饋線網(wǎng)絡(luò)形成的信號(hào)在接收機(jī)進(jìn)行放大、STC控制、混頻以及數(shù)字化處理，考慮到接收狀態(tài)監(jiān)視和系統(tǒng)參數(shù)的獲取，考慮在工作休止期，注入測(cè)試信號(hào)進(jìn)行通道的判別和處理，同時(shí)設(shè)計(jì)冗余的通道進(jìn)行熱備份。

信號(hào)處理：在每個(gè)功能模塊的LRU設(shè)計(jì)監(jiān)視，同時(shí)利用系統(tǒng)的模擬信號(hào)進(jìn)行性能參數(shù)的獲取。

2.3 故障預(yù)測(cè)方法

根據(jù)對(duì)雷達(dá)獲取狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、功能性能測(cè)試以及預(yù)測(cè)模型，得出可能出現(xiàn)的故障及相關(guān)保障用信息。對(duì)可能出現(xiàn)的故障，提出“預(yù)先”維修、保養(yǎng)的方法，將傳統(tǒng)的事后維修轉(zhuǎn)變?yōu)橐暻榫S修，從對(duì)故障的被動(dòng)反應(yīng)到主動(dòng)預(yù)防，實(shí)現(xiàn)裝備自主式保障。對(duì)于電子設(shè)備的組成元器件壽命通過(guò)一定計(jì)算方法進(jìn)行評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電子設(shè)備的未來(lái)進(jìn)行剩余使用壽命的預(yù)估。通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能的方法實(shí)現(xiàn)輔助決策，減少全壽命周期的各項(xiàng)費(fèi)用。

3 有源相控陣?yán)走_(dá)性能評(píng)估方法

雷達(dá)方程(見(jiàn)公式1)決定了雷達(dá)威力的約束條件，在不考慮常數(shù)、目標(biāo)RCS以及環(huán)境的約束下，取決于雷達(dá)自身參數(shù)主要是發(fā)射功率Pt，脈沖寬度τ，天線的收發(fā)增益Gt、Gr，波長(zhǎng)λ(工作頻率)，噪聲溫度Ts，適配損失CB, 系統(tǒng)損耗Ls；為簡(jiǎn)化系統(tǒng)評(píng)估，檢測(cè)因子Dx(n)(系統(tǒng)的檢測(cè)因子，可看作常數(shù))，方向圖因子Ft、Fr，方向圖因子暫時(shí)不考慮。

(1)

在外圍手段良好的條件下，可采用直接方法驗(yàn)證，例如觀察固定的球或者反射體進(jìn)行雷達(dá)威力性能評(píng)估；也可采用相對(duì)直觀的測(cè)試方法驗(yàn)證，例如采用系統(tǒng)靈敏度測(cè)試和上行功率孔徑積的方法對(duì)雷達(dá)關(guān)鍵性能進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證(轉(zhuǎn)發(fā)器測(cè)靈敏度、功率孔徑積)；但是對(duì)于一般部署的雷達(dá)而言，上述手段需要的條件比較難以滿(mǎn)足，而且不靈活。通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)自身的采集數(shù)據(jù)，通過(guò)間接的方法可以對(duì)雷達(dá)威力性能進(jìn)行比較可靠的評(píng)估，是解決健康管理的有效途徑之一。

3.1 天線陣面性能(含脈沖寬度)參數(shù)的獲取

天線陣面的故障判別和參數(shù)獲取采用統(tǒng)一設(shè)計(jì)，并采用按照2.1的設(shè)計(jì)的天線陣面監(jiān)測(cè)方式為內(nèi)監(jiān)測(cè)模式。在天線陣面生產(chǎn)調(diào)試過(guò)程中，特別是在暗室環(huán)境條件下，對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校準(zhǔn)，取得標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)；在雷達(dá)產(chǎn)品使用時(shí)，陣面監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)按照校準(zhǔn)的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。利用天線陣面收發(fā)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，獲得陣面的收發(fā)幅度、相位的分布數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算獲得遠(yuǎn)場(chǎng)的等效方向圖，因此可以得出天線的發(fā)射、接收增益，波束寬度，天線副瓣電平等關(guān)鍵參數(shù)(監(jiān)測(cè)時(shí)可以通過(guò)波束指向配置移相器的數(shù)值，從而達(dá)到天線陣面的波束掃描特征)。對(duì)于脈沖寬度測(cè)量，可以在陣面發(fā)射監(jiān)測(cè)或者發(fā)射工作時(shí)，采用監(jiān)測(cè)通道接收的T/R組件發(fā)射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分析的方式實(shí)現(xiàn)測(cè)量。通過(guò)對(duì)收發(fā)增益、脈沖寬度精確測(cè)量以及天線副瓣電平的參數(shù)獲取(也通過(guò)和差波瓣圖獲得角敏曲線，評(píng)估測(cè)角精度的影響)。從而或整個(gè)雷達(dá)的健康情況和威力性能。下圖設(shè)計(jì)了一個(gè)約3000點(diǎn)的陣面，天線在狀態(tài)完好時(shí)的性能參數(shù)與一定故障率條件下的參數(shù)可以清晰的比對(duì)，同時(shí)在維護(hù)時(shí)結(jié)合單元在陣面中的權(quán)值情況，可將部分在陣面中間的故障單元調(diào)整至陣面邊緣，提高雷達(dá)的性能。

圖4 正常天線的幅度分布天線波瓣圖

圖5 故障模式下天線的幅度分布和天線波瓣圖

3.2 系統(tǒng)靈敏度(噪聲溫度Ts)參數(shù)的獲取

對(duì)有源天線陣面而言，系統(tǒng)的靈敏度測(cè)試是比較復(fù)雜的難題。一般情況下通過(guò)測(cè)試T/R通道、主接收機(jī)靈敏度以及固定的饋線網(wǎng)絡(luò)損耗來(lái)綜合計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的靈敏度結(jié)果，或者采用遠(yuǎn)場(chǎng)等效的方式整體測(cè)量(含天線接收增益)。本設(shè)計(jì)考慮的方式是二種，第一種方式是采用陣面監(jiān)測(cè)通道注入系統(tǒng)的模擬信號(hào)，通過(guò)陣面內(nèi)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)的功率(幅度)(網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整補(bǔ)償應(yīng)用于該模式)，在暗室環(huán)境或者凈空環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)量校準(zhǔn)，然后，通過(guò)雷達(dá)的信號(hào)處理得到標(biāo)準(zhǔn)的信噪比做參照，此方式相對(duì)復(fù)雜一些。第二種方式是在主接收機(jī)的射頻加耦合通道，在接收通道內(nèi)耦合模擬目標(biāo)信號(hào)，在主接收機(jī)的休止期工作，實(shí)時(shí)對(duì)通道的測(cè)試信號(hào)信噪比進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)然上述兩種模式下，均包含了處理通道的損耗，特別是適配損耗、采樣損耗，脈壓展寬損耗等。兩種方式，第一種相對(duì)復(fù)雜，但是可以得到含陣面在內(nèi)靈敏度結(jié)果，可用于工作維護(hù)時(shí)啟用，第二種簡(jiǎn)單，可以應(yīng)用于在線BIT方式中，實(shí)時(shí)獲得處理結(jié)果(T/R通道和網(wǎng)絡(luò)采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算替代，可用于威力性能的間接評(píng)估)。

3.3 其他參數(shù)的獲取

3.3.1 陣面電源參數(shù)的獲取意義

陣面發(fā)射通道監(jiān)測(cè)時(shí)，一般采用逐一工作的模式開(kāi)展，進(jìn)而僅能說(shuō)明發(fā)射通道具備正常工作的能力，需要設(shè)定特定的占空比工作，觀察整個(gè)陣面電源的功率，輔助確認(rèn)發(fā)射通道能否具備發(fā)射功率的條件。

3.3.2 設(shè)備自身的損耗及工作波長(zhǎng)

波長(zhǎng)這一參數(shù)通過(guò)工作頻率體現(xiàn)，通過(guò)目標(biāo)模擬即可以精確的判斷；關(guān)于設(shè)備自身引起的損耗，上行的主要是發(fā)射鏈路損耗，這一參數(shù)可通過(guò)陣面發(fā)射監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)；設(shè)備的處理通道損耗按照3.2的說(shuō)明可以統(tǒng)一在方程中計(jì)算。關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的雷達(dá)檢測(cè)損耗主要決定于設(shè)計(jì)，當(dāng)然也可以采用機(jī)內(nèi)模擬注入的方式進(jìn)行評(píng)估；電波傳輸?shù)膿p耗取決于環(huán)境，波束交疊的損耗取決于波束形狀和設(shè)計(jì)，可通過(guò)天線內(nèi)監(jiān)測(cè)獲取的波瓣信息判斷損失。

3.4 雷達(dá)威力性能評(píng)估實(shí)例

按照雷達(dá)方程規(guī)定的要求以及3.1、3.2、3.3參數(shù)獲取的結(jié)果可對(duì)有源相控陣?yán)走_(dá)的威力性能進(jìn)行評(píng)估。下面通過(guò)實(shí)例說(shuō)明威力的評(píng)估的結(jié)果。

設(shè)定一部有源相控陣?yán)走_(dá)頻率工作在3 GHz，對(duì)于RCS為2 m2的目標(biāo)，天線陣面法向威力在280 km，天線陣面尺寸約2.1 m×3.8 m，其他構(gòu)成包括接收機(jī)(含頻率源)、陣面電源、發(fā)射、信號(hào)處理、顯示終端。系統(tǒng)參數(shù)如下：天線陣面的收發(fā)增益分別為38.7 dBi、39.6 dBi，單個(gè)通道輻射功率為70 w，脈沖寬度為200 μs，檢測(cè)信噪比設(shè)定為18 dB(發(fā)現(xiàn)概率：0.8，虛警10-6)，系統(tǒng)損耗9.2 dB(發(fā)射(0.5 dB)，采樣、波形匹配和檢測(cè)損耗為3 dB)，噪聲系數(shù)4 dB,則整部雷達(dá)的自由空間威力為288 km。

設(shè)實(shí)際參數(shù)的獲取的結(jié)果如下：收發(fā)增益分別為38.59 dBi、39.47 dBi，單個(gè)通道有效輻射功率為66 w(含發(fā)射損耗的結(jié)果)，脈沖寬度為199.7 μs。天線陣面接收的模擬目標(biāo)信號(hào)功率為-20 dB(扣除耦合損耗)，按照設(shè)計(jì)損耗和噪聲功率，其理論信噪比應(yīng)為88 dB；實(shí)際參數(shù)獲得的信噪比為87.3 dB。通過(guò)實(shí)際參數(shù)得到的威力估算結(jié)果為277 km，估算結(jié)果相當(dāng)于理論計(jì)算的96%，與實(shí)際要求基本相當(dāng)?？梢哉f(shuō)明性能評(píng)估的有效性。如果其他因子有改變，則可以通過(guò)雷達(dá)方程進(jìn)行推算，從而掌握各參數(shù)對(duì)雷達(dá)的性能影響的信息，作出預(yù)防性維修的建議。

4 關(guān)于有源相控陣?yán)走_(dá)健康管理中的性能評(píng)估方法的進(jìn)一步思考

根據(jù)第3章節(jié)的說(shuō)明，通過(guò)系統(tǒng)診斷設(shè)計(jì)，獲取關(guān)鍵參數(shù)，可對(duì)有源相控陣?yán)走_(dá)威力進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)然雷達(dá)的性能不僅僅是威力，還包括距離、角度和速度精度，雜波抑制以及抗有源干擾能力等等。針對(duì)上述性能評(píng)估可以通過(guò)模擬目標(biāo)注入、分析波瓣圖特性部分解決，當(dāng)然還需要仔細(xì)分析上述性能特征實(shí)現(xiàn)的途徑和設(shè)備特征，對(duì)于核心的參數(shù)獲取需要從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的邏輯設(shè)計(jì)監(jiān)視診斷系統(tǒng)。

通過(guò)對(duì)雷達(dá)LRU監(jiān)視以及關(guān)鍵參數(shù)的獲取等手段得到整個(gè)雷達(dá)性能的評(píng)估結(jié)果是未來(lái)雷達(dá)裝備健康管理發(fā)展的必然要求。完好的裝備狀態(tài)是裝備實(shí)現(xiàn)可用性和實(shí)戰(zhàn)能力必備條件；后續(xù)將進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)雷達(dá)裝備的健康管理和關(guān)鍵性能的評(píng)估方法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)裝備效能發(fā)揮和全壽命周期的費(fèi)用減低。