阅读说明：本技术 一种雷达产品可靠性试验方法 (Radar product reliability test method ) 是由 雷东鹏 胡湘洪 时钟 黄永华 张蕊 孔叔钫 李劲 吴栋 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种雷达产品可靠性试验方法,包括：试验系统组成确定步骤：对雷达产品进行特点分析,确定可靠性试验系统的组成；试验总体方案确定步骤：确定可靠性试验方案；根据试验方案确定可靠性试验的试验时间；确定可靠性试验的试验剖面；确定雷达产品的功能和性能的检测时机和检测项目；确定雷达产品的故障判据；可靠性试验实施步骤：按照所确定的试验时间、试验剖面进行可靠性试验,在所确定的检测时机,对雷达产品的功能和性能进行检测,并在每个检测时机完成检测后将雷达产品持续开发射规定时间；试验结果分析步骤,根据雷达产品的故障判据对雷达产品做出接收或拒收判决。本发明能够实现对雷达产品在可靠性试验中按照全工作状态进行考核。(The invention discloses a radar product reliability test method, which comprises the following steps: the test system composition determining step: analyzing the characteristics of the radar product and determining the composition of a reliability test system; determining the overall experimental scheme: determining a reliability test scheme; determining the test time of the reliability test according to the test scheme; determining a test section of a reliability test; determining the detection time and detection items of the functions and performances of the radar product; determining a fault criterion of the radar product; the reliability test implementation step comprises: performing reliability test according to the determined test time and the test section, detecting the function and performance of the radar product at the determined detection time, and continuously developing and transmitting the radar product for a set time after the detection is finished at each detection time; and a test result analysis step, namely, receiving or rejecting judgment is carried out on the radar product according to the fault criterion of the radar product. The invention can realize the check of the radar product in the reliability test according to the full working state.)

一种雷达产品可靠性试验方法

技术领域

本发明属于可靠性试验技术领域，尤其涉及一种雷达产品可靠性试验方法。

背景技术

可靠性试验目前广泛应用于各类军工和民用电子产品，主要通过对产品施加环境应力和工作应力，模拟产品在真实工作环境下的工作状态，验证和评估产品可靠性水平。雷达产品组成及结构较复杂，含有大功率发射组件，在可靠性试验中，雷达产品应按实际使用过程中的全工作状态进行考核，从而全面的对雷达产品功能和性能进行检测，使其可靠性水平得到科学的考核和评估。

现有可靠性试验方法主要是针对电子产品提出的，是通过模拟施加实际工作条件下的环境应力，以评估产品的可靠性。在针对雷达产品的可靠性试验中，现有的试验方法无法在试验过程中按全工作状态进行考核，从而导致雷达产品无法在可靠性试验中进行关键功能和性能检测，无法使其可靠性水平得到科学的考核和评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种雷达产品可靠性试验方法，能够解决现有的可靠性试验方法无法在试验过程中按全工作状态对雷达产品进行考核的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种雷达产品可靠性试验方法，包括：试验系统组成确定步骤：对雷达产品进行特点分析，确定可靠性试验系统的组成；试验总体方案确定步骤：确定可靠性试验方案；根据试验方案确定可靠性试验的试验时间；确定可靠性试验的试验剖面；确定雷达产品的功能和性能的检测时机和检测项目；确定雷达产品的故障判据；可靠性试验实施步骤：按照所确定的试验时间、试验剖面进行可靠性试验，其中，在所确定的检测时机，按照所确定的检测项目对雷达产品的功能和性能进行检测，并且在每个检测时机完成检测后将雷达产品持续开发射规定时间；试验结果分析步骤，根据雷达产品的故障判据，对雷达产品做出接收或拒收判决。

优选地，在所述试验系统组成确定步骤中，确定所述可靠性试验系统的组成包括：综合环境试验箱、微波暗室、液冷设备、检测监控室。

优选地，所述试验剖面包括环境应力和工作应力，所述环境应力包括温度应力、湿度应力和振动应力，所述工作应力包括电应力、开发射时间和风冷/液冷环控条件。

优选地，所述雷达产品为脉冲多普勒雷达和无源雷达的情况下，所述检测项目包括发射功率，所述雷达产品为有源雷达的情况下，所述检测项目包括发射功率口径积，所述雷达产品为相控阵雷达的情况下，所述检测项目包括TR组件功能。

优选地，所述雷达产品的故障判据为：在可靠性试验过程中，若该雷达产品发生责任故障数≤1，则作出接收判决，若该雷达产品发生责任故障数＞1，则作出拒收判决。

优选地，所述试验总体方案确定步骤还包括：制定预防性维护策略，确定可靠性试验中雷达产品的维护内容和间隔周期。

优选地，在所述可靠性试验实施步骤中，通过向微波暗室开发射，搜索模拟目标源进行目标搜索和跟踪功能的检测，其余检测项目通过检测设备进行检测。

优选地，所述可靠性试验实施步骤还包括：进行试验前的试验应力施加检测、试验前功能性能检测、试验中的故障处理、试验后的功能性能检测。

优选地，在所述可靠性试验实施步骤中，持续开发射规定时间为30分钟。

本发明的雷达产品可靠性试验方法能够实现雷达产品在可靠性试验中按全工作状态开发射工作并对其关键功能和性能进行检测，使雷达产品的可靠性水平得到科学的考核和评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的流程图。

图2是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的试验系统组成示意图。

图3是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法中的试验总体方案确定步骤的流程图。

图4是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的试验剖面示意图。

图5是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法中的可靠性试验实施步骤的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种雷达产品可靠性试验方法。图1是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法包括步骤S1～S4。

步骤S1为试验系统组成确定步骤，在该步骤中，对雷达产品进行特点分析，确定可靠性试验系统的组成。具体地，对雷达产品的功能用途、结构组成、重量尺寸、安装位置、软件配置、技术状态等进行初步分析，确定可靠性试验系统的组成。

图2是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的试验系统组成示意图。在本实施例中，以某型相控阵雷达作为一个实例，该型相控阵雷达由天线单元、电源单元、处理单元、单元安装架、隔离开关组件、隔离开关组件安装架、整机电缆组成，可实现目标探测与信息感知等功能。该雷达产品安装在雷达舱内，采用液冷冷却，根据其部件数量、重量和尺寸，可选用1个6.8m³综合环境试验箱。综合环境试验箱包括温湿度试验箱和振动台，进行环境应力的施加。环境应力包括温度应力、湿度应力和振动应力。除了该综合环境试验箱，可靠性试验系统还包括微波暗室、液冷设备、检测监控室、振动台，液冷设备通过液冷管路为雷达产品供给冷却液，检测监控室通过试验线缆与雷达产品连接，用于容纳检测设备、电源、试验系统监控设备等，雷达产品放置在振动台上，根据振动台台面螺栓孔位数据和雷达实际安装方式设计了试验夹具。微波暗室内放置目标模拟器，目标模拟器通过波导与检测监控室连接，微波暗室的内壁设置有吸波设备，综合环境试验箱上表面设置透波窗，用于向微波暗室传递微波。试验中雷达产品通过向微波暗室开发射，搜索目标模拟器的模拟目标源，进行目标搜索和跟踪等功能的检测。

步骤S2为试验总体方案确定步骤，如图3所示，该步骤进一步包括步骤S11～S16。

在步骤S11中，确定试验方案。具体地，按GJB899A-2009《可靠性鉴定和验收试验》的相关内容选取统计试验方案或依据主管总体单位的要求制定试验方案，综合考虑产品特点、定型级别和试验试验经费，如二级产品应选择20％生产方风险试验方案。

上述作为实例的某型相控阵雷达MTBF(平均故障间隔时间)最低可接受值为300小时，属于二级产品，可采用GJB899A-2009《可靠性鉴定和验收试验》中的定时截尾试验方案20-1。在整个可靠性试验过程中，若该雷达发生责任故障数≤1，则作出接收判决，若该雷达发生责任故障数＞1，则作出拒收判决。

在步骤S12中，确定试验时间。具体地，根据步骤S11中确定的试验方案确定台时数，再根据雷达产品数量算出试验小时数。

以上述作为实例的某型相控阵雷达为例，试验台时数为MTBF最低可接受值的1.61倍即483台时，用1套产品进行试验，故试验时间为483小时。

在步骤S13中，确定试验剖面。试验剖面包括环境应力和工作应力，环境应力根据雷达产品安装平台实测值确定；工作应力包括电应力、开发射时间和风冷/液冷环控条件，设计剖面时低温环境通低温风，高温环境通高温风。明确雷达产品在试验中的工作模式要求，明确开高压/发射时间和通电要求。

图4是本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法的试验剖面示意图。该试验剖面是针对上述作为实例的某型相控阵雷达，根据该雷达产品的技术协议书和产品规范制定。以下对该试验剖面进行具体说明。

1.单个试验剖面为可靠性试验的1个循环，分为冷天阶段和热天阶段，分别为剖面点0～240分和240～480分，根据雷达所在安装平台实测数据，确定各阶段温度应力施加时序和振动应力量值；

2.该雷达产品需直流和交流供电，电应力施加时间为剖面点30～240分和270～480分，量值根据产品技术协议书规定见表1，每个试验循环施加一组电应力量值；

表1电应力量值表

3.根据该雷达产品技术协议书规定的冷却条件，在通电工作时雷达需要液冷冷却，介质为65#冷却液，考虑液冷设备的供液温度范围，在每循环冷天阶段剖面点30～240分供液温度为15℃，流量为28L/min；在每循环热天阶段剖面点270～480分供液温度为35℃，流量为35L/min；

4.按照该型雷达开发射的规定，在每个循环剖面点30分、120分、270分和360分，完成功能性能检测后持续开发射30分钟，每次轮流从5种固有的开发射方式中选择1种开发射。

在步骤S14中，确定检测时机。具体地，按GJB899A-2009《可靠性鉴定和验收试验》规定选取典型应力的时刻作为对雷达产品进行检测的检测时机。可靠性试验检测时机应尽量覆盖多种应力组合条件，并留有充足的检测时间。在上述作为实例的某型相控阵雷达的可靠性试验中，试验期间每个循环的检测点设置情况见表2。

表2试验检测点设置表

在步骤S15中，确定功能和性能检测项目。根据雷达产品技术协议书和产品规范的要求，结合试验室条件和检测设备能力，确定功能和性能检测项目，检测项目应尽可能覆盖雷达产品技术协议书和产品规范中规定的功能要求和性能指标。除了一般通信和针对雷达产品的关键指标，对于脉冲多普勒雷达和无源雷达应检测其发射功率，对于有源雷达应检测其发射功率口径积，对于相控阵雷达应另外进行TR组件功能测试。

在步骤S16中，确定雷达产品故障判据。以功能和性能检测项目合格判据为主，确定雷达产品的故障判据，对于相控阵雷达，应明确TR组件失效比例的允许范围。

具体地，根据雷达产品在实际工作中的功能和性能需求，可靠性试验中出现以下任一状态时，应判定为故障：1.在规定的试验条件下，产品不能工作；2.在规定的试验条件下，产品功能或性能检测结果与相应检测项目的合格判据要求不符；3.在试验过程中，产品的机械、结构部件或元器件发生松动、破裂、断裂或损坏。在判定故障后，进一步确认故障类型，分为非责任故障和责任故障。

下列情况可判定为非责任故障：1.误操作引起的产品故障；2.试验系统或检测设备故障引起的产品故障；3.超出产品工作极限的环境条件和工作条件引起的产品故障；4.修复过程中引入的故障。

除可判定为非责任故障外，其它所有故障均判定为责任故障，如：1.由于设计缺陷或制造工艺不良而造成的故障；2.由于元器件潜在缺陷致使元器件失效而造成的故障；3.由于软件引起的故障；4.间歇故障；5.超出技术规范正常范围的调整；6.试验过程中天线T/R通道失效总数超过5％，判定为1个责任故障；7.试验期间所有非从属性故障原因引起的出现故障征兆(未超出性能极限)而引起的更换；8.无法证实的异常情况。

优选地，试验总体方案确定步骤还可以包括：制定预防性维护策略。按照使用维护说明书的相关内容，确定可靠性试验中雷达产品的维护内容和间隔周期。

在上述作为实例的某型相控阵雷达的情况下，根据该雷达使用维护说明书的相关内容，在可靠性试验中每17循环对雷达进行定检维护，内容如下：1.检查各单元之间电缆连接是否松动；2.检查各单元紧固螺栓是否松动；3.检查液冷管路是否畅通。

步骤S3为可靠性试验实施步骤。该步骤包括试验前进行各项准备工作，并按制定好的试验方案开展试验。

在上述作为实例的某型相控阵雷达的可靠性试验中，使用图2所示的可靠性试验系统，进行步骤S3的可靠性试验实施步骤，如图5所示，该步骤进一步包括步骤S31～S35。

在步骤S31中，进行试验前的试验应力施加检测。将试验夹具固定在振动台面后，按图4所示试验剖面的温度、湿度和振动应力对试验系统进行试运行，并监测温度、湿度和夹具上各点振动量值实测值，确保试验应力施加正确。

在步骤S32中，进行试验前功能性能检测。将雷达安装在试验夹具上后，进行试验前功能性能检测，检测正常后才可开展试验。

在步骤S33中，开展可靠性试验。按步骤S2中制定好的试验总体方案开始试验，制定可靠性试验中的操作时间表，明确试验中各项应力施加时间，开展可靠性试验。试验中通过向微波暗室开发射，搜索模拟目标源进行目标搜索和跟踪等功能的检测，其余检测项目通过检测设备进行检测。试验中，实时监测试验系统内温度、湿度和振动量值实测值，确保在整个试验过程中应力施加正确。

在步骤S34中，进行试验中的故障处理，该雷达在本次可靠性试验进行至第18循环时发生故障，在试验现场对该故障进行了排故定位，故障原因为某处三防漆涂刷工艺不良，该故障为责任故障，产品修复后，继续试验。

在步骤S35中，进行试验后的功能性能检测。该雷达累计有效试验时间达到483小时后，停止施加试验应力，恢复至常温后，对产品进行试验后的功能性能检测，检测正常后，试验结束。

步骤S4为试验结果分析步骤。试验结束后，根据采用的统计试验方案和试验情况，对雷达产品做出接收或拒收判决，并给出其可靠性指标评估结果。

在上述作为实例的某型相控阵雷达的可靠性试验中，共发生了1个责任故障，根据统计试验方案的规定，对该雷达作出接收判决。

其MTBF单边置信下限值计算公式为：

θ_L＝θ_L(C’，t_i)θ₁

式中θ_L(C’，t_i)为置信度为C’时的单边置信下限系数；t_i为产品在第i个责任故障接收时的总试验时间；θ₁为产品MTBF最低可接受值。

通过计算可得，该雷达产品θ_L＝300h(置信度80％)，即该型相控阵雷达的可靠性水平满足MTBF最低可接受值不少于300h的要求。

综上所述，本发明实施例的雷达产品可靠性试验方法在传统可靠性试验的基础上，考虑雷达产品的特点，在传统可靠性试验环境应力施加的基础上，对雷达类产品设计和施加工作应力，通过准确模拟雷达类产品的实际使用状态，实现雷达产品在可靠性试验中按照全工作状态进行考核的需求，可科学的考核和评估雷达类产品的可靠性水平，广泛适用于各类发射形式工作的多种雷达产品。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。