机械论文浅谈固态组件的调试方法

　　传统的调试方法定位在符合性调试，核心是通过对固态组件的调试，使其满足相关指标要求，即达到了调试目的，完成了调试任务。符合性调试在提高效率方面有积极的作用，但由于其存在内在的固有缺陷，对生产控制环境提出了过高的要求。批产的目的是为了调高生产效率，其业绩考核导向必定对员工有趋同性的引导，导致实际操作过程中，容易忽视组件调试质量，而过分关注指标与要求之间的符合性。传统调试方法如图2所示。

　　3.传统调试的固有缺陷

　　3.1缺陷来源

　　传统调试定位在依据既定技术指标要求进行符合性调试，出于提升批产环节的调试目的，在调试环节，调试人员存在固有偏好，即在调试质量和调试效率之间，一致选择后者。这种偏好易于导致固态组件在整体技术指标符合相关标准的情况下，存在一些固有缺陷：指标潜能释放不足、内部指标分配不均。

　　3.2指标潜能释放不足

　　所谓指标潜能释放不足，是指固态组件经过正常调试，其指标相对于要求存在一定的富余量，但实际调试时未能完全释放出该富余量。造成该现象的因素有两种：一是内部功率管输入端驻波过大，导致驱动不足；另一是内部功率管输出端驻波过大，导致输出功率在输出匹配电路上形成涡流。

　　3.3内部指标分配不均

　　所谓内部指标分配不均，是基于固态组件内部分级设计、模块化设计的情况下，整体指标满足要求，但在各级和各个模块之间分配不合理的现象，导致部分模块负担过重。两类缺陷示意图（如图1所示）：

　　4.传统调试方法的优化

　　4.1一般性措施

　　固态发射机的放大链是通过多级放大器进行串联和并联所构成，其中的前级放大器工作时的输出功率于工作频带内存在一定的起伏，如此在推动后级功率放大器组件时，可能导致某些频点存在过激励或者欠激励问题。而大部分功率放大器采取的是C类工作方式，这种放大器对激励状态的要求相对较高，过激励或者欠激励都可能对后级放大器具有的可靠性产生严重影响。

　　针对传统调试方法中存在的两大类固有缺陷，提出三类措施：分级调试、指标复核、热成像分析。

　　4.2分级调试

　　在固态组件调试过程中，指标取样点的层次决定组件内部状态了解的层次。当只在组件输出端设置指标取样点时，整个组态就视同一个黑匣子，内部如何实现端口的指标输出，完全是未知状态。传统调试方法就是在既定输入的情况下，在组件输出端设置指标监测点，进行调试。

　　通常情况下，固态组件内部通过多级驱动实现总功率输出，在视同黑匣子调试方式下，各级工作状态是否稳定以及稳定程度，无法监测，这种调试方法带来的缺陷就是组件内部的工作情况完全未知，整体上看，指标是满足要求的，但内部如果存在比如输出匹配电路匹配不理想存在涡流的隐患，也无法及时排除。

　　针对这一缺陷，通过引入分级调试的措施，可以得到显著改善，甚至消除。如图3所示：

　　4.3指标复核

　　指标复核，是指核对已调试件与既定指标要求之间的符合程度。传统指标复核是以既定指标要求为依据，评估组件调试后的技术状态是否满足相关要求。这种指标复核的不足之处在于无法通过指标数值发现背后存在的隐患。比如，（功率/指标）<（电流/电流参考值），很可能表明存在“指标潜能释放不足”隐患，但单纯地进行指标和要求之间核对，是无法发现类似调试缺陷。

　　因此，新增指标复核环节，结合具体产品情况，设计一套有效的参考指标体系，对完成调试工作的组件进行指标符合，发现存在的隐患，及时排出。

　　4.4热成像分析

　　采取分级调试和指标复核措施，常见的隐患基本可以排除。但是，当某一路功率管输出匹配电路失配较严重而存在涡流时，分级调试端口指标以及参数之间关系分析时可能无法发现，这时需要进行热成像分析。

　　其作用原理是：在组件调试完成后，在专用调试工装上，对组件进行大工作比烤机。待其进入热平衡后，在开盖的情况下，对整个组件正面进行热成像，然后对成像进行高温点分析，评估是否存在异常的高温点。当某路功率管输出匹配电路失配显著时，由于热耗散效应，在图像上是可以清晰地发现这些隐患导致的高温点。发现异常后，重新进行适当调试，可以消除这些异常高温点，从而避免功率管因为输出匹配电路严重失配，在长时间工作后，导致失效。

　　尤其是进入产品服役期间，这类失效事件，将显著降低产品的可靠性。通过热成像分析，可以有效消除这类隐患。

　　5.可靠性增长分析

　　根据现有产品服役期间的固态组件返修情况统计数据，80%以上的故障均因功率管失效造成，而这其中，因符合性调试带来的调试缺陷导致的功率管失效因素贡献了70%以上。

　　因此，对传统调试方法进行改进，意义重大。通过总结多年的工程实践经验，上述三类措施，基本能消除或显著降低固有缺陷带来的隐患，使得整个固态组件服役期的故障返修率下降约50%，从而大幅提升产品服役期间的可靠性，进而降低售服成本，具有可观的经济效益和社会效益。

　　6.结束语

　　发射机的可靠性理论数值在设计完成时就已定性，如何达到理论的可靠性数值，则很大程度上，由调试方法决定了。良好的调试方法不但提高了固态组件的生产调试效率，缩短了生产周期，提高了产品的竞争能力，降本增效，这在当前市场经济环境下，至关重要；同时，还可以显著降低固态组件服役期间的故障发生率，提高了发射机的可靠性，体现出固态化发射机的内在高可靠性特征。此外，还需要在应用中对经验不断地做出总结，以推动固态发射机可靠性的进一步提高。

　　参考文献

　　[1]郁圣杰，李维忠.热设计在车载固态发射机中的应用[J].雷达与对抗，2010（01）.

　　[2]姚武生，由金光，郑智潜，杨双根.L波段全液冷固态发射机设计[J].火控雷达技术，2011（01）.