柳明輝，唐彬浛，何淵

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所，四川 成都 610036）

0 引言

隨著電子對抗裝備的發(fā)展，干擾對抗技術(shù)所起的作用越來越大，電子對抗裝備中功放單元的可靠性直接決定了對抗干擾是否有效，甚至對整個(gè)戰(zhàn)場局勢的轉(zhuǎn)變有重大的影響作用。因此，如何提高功放單元的可靠性一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通常研制部門都是基于先前經(jīng)驗(yàn)來預(yù)估功放單元的可靠性，缺乏定性分析和定量分析的方法來描述失效機(jī)理和失效形式，在系統(tǒng)故障時(shí)難以及時(shí)地找出故障位置，未能形成有效的可靠性研究。

針對述上問題，筆者開展了基于模糊故障樹分析的功放單元可靠性研究。通過對功放單元的重要組成逐一地進(jìn)行調(diào)試檢測，構(gòu)造出相應(yīng)的故障樹，進(jìn)行定性和定量分析，有利于研發(fā)人員及時(shí)地定位故障位置，提升裝備的可靠性，并為以后的功放單元設(shè)計(jì)改進(jìn)和可靠性研究提供參考。

1 功放單元的工作原理及組成

1.1 功放單元的工作原理

以某型號的功放單元為例進(jìn)行分析，在該功放單元中，行波管由高壓電源進(jìn)行控制和供電，高壓電源工作后，負(fù)載管工作，通過燈絲柵極電源控制，進(jìn)行信號放大，然后通過微波通道發(fā)射干擾信號對目標(biāo)干擾。

1.2 功能單元的主要組成

功放單元主要由高壓電源、燈絲柵極電源、行波管、負(fù)載管和微波通道組成，如圖1所示。

圖1 功放單元的主要組成

2 功放單元故障樹分析

2.1 模糊故障樹分析法

功放單元在使用過程中，往往不是剛開始就壞掉的，其故障模式是從無故障狀態(tài)漸變地過渡到有故障的狀態(tài)，功放單元的“故障”與“無故障”是屬于兩個(gè)模糊的概念。此外，一般依靠經(jīng)驗(yàn)對功放單元進(jìn)行故障判斷，而依靠經(jīng)驗(yàn)判斷出來的也不絕對，只是一種模糊概念，因此應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)原理對功放單元進(jìn)行故障樹分析[1]。

模糊，即某一元素不是絕對的“屬于”或絕對“不屬于”某一集合，也就是說該元素對于該集合不是絕對的0或1，而是介于0～1之間的數(shù)[2]。

應(yīng)用上述與門、或門的計(jì)算公式，對功放單元中間事件的發(fā)生概率進(jìn)行計(jì)算，得到了功放單元中間事件發(fā)生概率的計(jì)算公式，如表2所示。

表2 功放單元故障樹底事件發(fā)生概率的計(jì)算公式

選擇功放單元故障樹底事件發(fā)生的模糊概率分布為三角型分布，則由公式（5）得，各個(gè)底事件發(fā)生的概率的截集為：

因此，結(jié)合式（8）-（10）得出功放單元發(fā)生故障的概率截集區(qū)間為：

當(dāng)?shù)资录l(fā)生的概率為確定值時(shí)，λ=1，此時(shí)故障樹頂事件發(fā)生的概率即功放單元無法放大并傳輸信號的概率為：當(dāng)?shù)资录l(fā)生的概率為模糊數(shù)時(shí)，λ=0，此時(shí)故障樹頂事件發(fā)生的概率即功放單元無法放大并傳輸信號的概率為一區(qū)間值：

即功放單元無法放大并輸出信號的最小概率為0.139 4，最大概率為0.196。

3 結(jié)束語

針對功放單元缺乏定性、定量分析方法，以及故障難以定位的問題，開展了基于故障樹分析的功放單元可靠性研究。采用一種基于模糊故障樹的分析方法，研究了功放單元的系統(tǒng)組成和工作原理，以功放單元無法放大信號及輸出作為頂事件，分解了5個(gè)中間事件并且建立了故障樹模型，對故障樹定性分析找出底事件，確定引起失效的最小割集；進(jìn)行定量分析計(jì)算各個(gè)底事件的失效概率。

通過故障樹方法中的分析計(jì)算，闡明了邏輯關(guān)系，計(jì)算出了功放單元故障的概率區(qū)間，為功放單元的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了理論參考依據(jù)，為研究功放單元的可靠性提供了科學(xué)指導(dǎo)。