分析某發射部件功率自動優化性能改善措施

分析某發射部件功率自動優化性能改善措施

yjbys小編為您提供一篇關于分析某發射部件功率自動優化性能改善措施的自動化畢業論文，歡迎參考！


1.引言 發射部件是雷達導引部件的重要組成部分,其性能對導引部件乃至導彈武器系統的戰術技術性能都有重大的影響,其中功率自動優化功能的好壞直接決定著發射部件的性能,是發射部件的

核心技術之一。某重點型號發射部件自批產以來,由于其核心器件存在技術指標不匹配、不合理等缺陷,導致其自動優化性能普遍較差,造成大量的返工返修以及部分核心器件的報廢,同時也限制了發射部件工作性能的提升。

2. 自動優化原理分析

主振器產生微波振蕩信號,經可控衰減器衰減,再經調諧后注入給速調管進行功率放大,速調管輸出的大功率微波信號經功率傳輸通道通過天線發射出去。從發射部件功率傳輸通道上耦合少量能量,經檢波、反相、積分和放大,獲得與輸出功率成正比的功率指示電平(PPRD),根據導引部件信號處理系統以及導引部件計算機功率優化軟件功能形成優化電壓,控制發射部件的可控衰減器,從而調整速調管注入功率至最佳值,使得速調管保持最大功率輸出。圖1所示為發射部件功率自動優化原理框圖。

圖1發射部件功率優化技術原理框圖

3. 存在問題及解決措施

如圖2所示,坐標軸左邊表示的是速調管的輸入輸出功率關系曲線(P管in-P管out曲線),基于速調管需求注入功率的大小差異,用兩組示意圖(1)和(2)表示;坐標軸右邊表示的是主振源的優化電壓與輸出功率關系曲線(U優-P源out曲線),根據功率電壓變化率ΔP源out/ΔU優的特點以-1.5V為界分為1區和2區。

圖2  主振源優化特性曲線與速調管功率特性曲線示意圖

3.1存在問題

從圖2并結合發射部件自動功率優化的特點,可以分析得出優化過程中主要存在以下三種故障模式:

1)實時優化失效模式

當速調管需求的注入功率較小,即主振源工作在1區時,根據軟件優化流程,在優化掃描階段能準確的找到最佳注入功率點,但在實時優化階段,由軟件控制的步進產生的

ΔP源out遠小于管子不穩定性所需求最佳注入功率的變化ΔP管in,導致速調管不能快速工作在最大輸出功率狀態,影響發射部件的性能。

2)優化掃描失效模式

當速調管需求的注入功率較大,即主振源工作在2區的時候,在優化掃描階段由軟件控制的每隔0.5V采集的P源out間隔過大,導致不容易找到速調管所需的最佳注入功率點,因此速調管的大功率不能快速建立。在實時優化階段,由軟件控制的步進產生的ΔP源out較大,能滿足管子不穩定性所需求最佳注入功率的變化ΔP管in,但在該階段會導致速調管輸出功率大幅波動,干擾導引部件正常的信號處理。

3)衰減不夠模式

由于可控衰減器衰減量有限,所以當速調管所需的最佳注入功率小于主振源的輸出功率時, 可控衰減器的衰減量不能滿足功率調整的范圍,會導致速調管一直工作在過激勵狀態,發射部件得不到最大功率輸出,削弱了導引部件的工作性能。

3.2 改進措施

綜合以上分析,可以在提高硬件性能以及改進調試方法幾個方面來采取改進措施,有效解決優化掃描失效、實時優化失效和衰減不夠的故障,提高發射部件的功率性能。

3.2.1 改進主振源線性度

可控衰減器一般由PIN二極管來制作,普通的二極管由PN結組成,在P和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本征半導體層,組成的這種P-I-N結構的二極管叫做PIN二極管。對PIN二極管而言,在微波信號和直流偏置同時作用時,PIN二極管所呈現的阻抗主要決定于直流偏置的極性和量值,幾乎與微波信號的幅度無關,PIN二極管可控衰減器就是利用這一原理,通過對直流偏置電壓(U優)的控制來實現對微波信號的衰減。

線性度是指衰減量與直流偏置電壓(U優)的關系曲線的線性程度,這一參數除要求電路匹配良好外,更重要的是選擇R-U關系曲線線性度良好的PIN二極管,并選定其適當的工作點,R-U曲線很理想的PIN二極管是沒有的,如圖3所示

,理想的衰減曲線為A曲線,實際的衰減曲線為B曲線,同一個PIN二極管可控衰減器,衰減量越大線性度越差。 圖3 一級PIN二極管衰減器特性示意圖 某發射部件主振源可控衰減器電路如圖4所示,該電路的特點是只采用了一級單個PIN二極管衰減器,缺點是衰減不夠

大線性度差。

圖4  現有主振源可控衰減器電路

如采用兩級衰減,可以大大提高可控衰減器的線性度,設計電路如圖5所示。

圖5  兩級PIN二極管衰減器電路

采用兩級PIN二極管衰減電路后,其衰減線性范圍擴大了1倍,如圖6所示。

圖6 兩級PIN二極管衰減器特性示意圖

3.2.2改進速調管穩定性

因為速調管是集電子、物理、化學等相關技術為一體的真空微波器件,發射電子注的陰極材料由鋇鎢等氧化物制備而成,需在真空度要求很高的腔體內完成能量轉換,解決速調管的穩定性在實現技術性能的基礎上要提高速調管的陰極、諧振腔等制造工藝技術水平,減小因工作溫度變化引起諧振腔變形導致其性能的不穩定性。

速調管制造完成后,在一定時間內速調管材料中氣體離子的釋放難以避免的導致腔體的真空度下降,所以為了提高速調管的一次裝機合格率,速調管在出廠之前需要有足夠的存儲周期并多次老練測試以檢測腔體真空度。

基于以上考慮,某發射部件速調管從06批生產開始在驗收規范中增加了出廠前至少存儲6個月后才能出廠驗收的規定,從幾個批次的數據統計來看,增加存儲時間后可以剔除8%左右的不良產品,提高了速調管一次裝機合格率。

3.2.3 提前調整注入功率

某發射部件主振源可控衰減器只采用了一級單個PIN二極管衰減器,為了滿足速調管所需的最佳注入功率范圍,在發射部件調試過程中可以通過調整主振源的諧振腔,在可控衰減器末端調整主振源的輸出功率,避免因單級PIN二極管衰減器的衰減能力不足導致速調管工作在過激勵狀態。

為解決該問題,在某發射部件的發射模塊調試中增加了主振源諧振腔的調整工序。通過增加此工序,可確保主振源的輸出功率在可控衰減器的衰減下滿足速調管所需最佳注入功率點的變化范圍。從很大程度上提高了發射部件的一次調試合格率。

4.結論

主動雷達導彈發射部件功率自動優化性能的可靠實現,在研制階段需要對優化回路的硬件特性指標進行充分的論證和設計,在此基礎上軟件流程及有關參數的設計要與硬件特性良好的匹配;在生產調試階段需要對有關參數采取恰當的調試手段,以消除硬件參數的個體差異,進一步提高軟硬件的匹配性,從而使發射部件的功率作用發揮到極至。

本文以某重點型號發射部件為研究對象,采取了有效的改進措施,解決了軟硬件失配性造成的多種故障,不僅提高了發射部件的一次調試合格率而且顯著優化了其功率性能,對其他類似性能參數的優化設計和后續型號的研制也有較高的參考價值。

參考文獻:

[1] 趙文普.主動雷達導引部件發射部件關鍵技術探討.航空兵器,2001,3.

[2] 李德純.空空導彈主動雷達導引部件系統設計規范[R].中國空空導彈研究院技術報告,Q/5S326-2002.

[3] 王琪,付書堂.相控陣雷達導引部件捷聯波束穩定算法研究.航空兵器,2011,6.

[4] 趙敏,吳衛山.主動雷達導引部件工作波形研究.航空兵器,2011,4.

[5] 馬國哲,任麗莉,曹旭東.復雜波形體制下雷達導引部件地雜波分析.航空兵器,2011,1.

【分析某發射部件功率自動優化性能改善措施】相關文章：

變頻器低頻特性分析及改善措施03-18

關于某高速公路滑坡原因及處治措施分析03-02

基于質量技術特征改善率的并行優化模型分析03-19

網絡視頻系統性能測試及優化11-22

知識經濟下國有企業人事培訓制度改善分析-以某煤礦為例01-10

淺論ＣＰＡ職業判斷質量的改善措施03-18

加強和改善市場調控的主要措施03-24

論ＣＰＡ職業判斷質量的改善措施03-21

高性能iSCSI設計分析03-03

改善企業治理溝通的策略分析03-23