某雷达风机组件防护设计改进

某雷达风机组件防护设计改进

蒋绪林,王乾纯

中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230000

【摘要】雷达产品属于一种常用于恶劣环境的大型机电设备，其防护设计直接和整体设计、电路设计、结构设计、计划管理、生产管理以及标准化生产有密切关联，同时带有复杂化的特征，属于一门涉及到比较多专业的界面学科与系统化工程。在产品设计期间，设计人员的防护意识相当重要，设计期间需要基于基本程序进行控制，合适选择材料并适当选取结构形式，从而正确应用表面处理工艺，巧妙应用密封、遮蔽技术，提高对于电路与电接触点的防护，提高雷达产品的综合运行效果。对此，本文简要分析雷达风机组件的防护设计改进措施，希望能够为相关工作者提供帮助。

【关键词】雷达；风机组件；防护设计；改进策略

引言

本研究涉及到的雷达收发系统应用数字列阵技术，针对射频收发单元、本振功分单元、分布式频率源以及电源模块功能电路，基于一体化整合设计为主。数字阵列模块应用强迫风冷设计方案，在风机组件发生故障时，设备开机时数字阵列模块装放箱内的大量热量无法有效传递，在温度提升的同时会直接破坏固态期间正常使用环境，导致期间工作参数发生直接改变，长时间处于极限疲惫状态，从而呈现出低效、损坏表现。对此，探讨某雷达风机组件防护设计改进具备显著实践性价值。

一、故障状况

数字阵列模块的风机组件当中的轴流风机，可以借助电源连接器达到有效供电，额定电压设置为24V直流电，额定电流设置为810mA，对于风机组件正常工作的重要电源连接器与轴流风机的防护设计，在应用期间可以做好过滤网的维护。通过对故障问题的分析判断，其主要故障问题在于下面几点。

在线缆装接与轴流风机运转状况方面。针对现场情况将风机组件从数字阵列模块机箱当中拆卸，并用手拉车线缆检查线缆的装接情况，在通电检查轴流风机的正常情况、在阵面通电轴流风机异常情况中，采用手触碰两根电源线，芯线和插芯分离，芯线和插线存在明显腐蚀或放电烧灼的表现[1]。对于组件当中轴流风机，通过万用表检查可以明确发现部分未正常工作。对于阵面通电轴流风机不符恩异常表现，用手触碰电源线，一根芯线和插芯分离，另一根芯线和插芯不分离，轻碰后分离的芯线与插芯腐蚀比较严重，用力拉车无法分离，部分可分离的存在明显腐蚀或放电烧灼痕迹。在阵面通电轴流风机方面，线缆装接不可靠时用手牵拉电源线，芯线和插芯分离同时芯线和插芯存在明显的腐蚀表现[2]。在轴流风机腐蚀状况方面，检查故障轴流风机当中板级电路时，可以发现板级电路期间安装面存在器件焊点腐蚀问题，对于腐蚀比较严重的器件用手轻拨便可以从焊盘上脱落，少数存在打火现象。

二、故障排查和分析结果

2.1电源连接器腐蚀

电化学腐蚀属于金属接触离子导电介质后发生的电化学反应，对于相对活泼的金属原子在失去电子时会被氧化腐蚀，此时反应表现会带有电流。形成电化学腐蚀具备四个基本条件，分别为电解质、阳极、阴极、电流通道，四个基本条件均具备时便会导致腐蚀问题的发生[3]。电化学腐蚀属于雷达风机组件发生电源器腐蚀的主要原因。本研究中风机组件采用了J599连接器进行装线，应用压接成型方式，连接器尾端没有罐密封胶与护套，在半开放环境之下，工作情况下尾部会向上，原本密封设计属于一孔配一线，实际属于一孔配两线设计，导致封线体存在密封孔变形问题，线缆和线缆、线缆和封线体之间存在一定间隙，此时会间接导致封线体上存在凹槽，很容易导致积水问题的发生，借助间隙向下沉淀，此时会形成更强电解质腐蚀问题。

2.2轴流风机腐蚀

轴流风机属于市场进口设备，从说明书中记载风机防盐雾标准的标准为EN60068-2-52，对应国标GB/T2423.18-2012，也就是5%氯化钠，严酷等级为3级，其可以基于放盐雾试验循环时间72小时，属于工业级防护设计基本要求。但是风机在含盐大气、干燥大气相对频繁与交替的环境下运行，无法满足雷达电子装备海洋环境可靠使用的基本要求。在板线电路防护设计方面，风机当中板级电路没哟叜密封环境下使用，板级电路防护设计方面器件安装没有采取三防漆膜，板级线路背面焊接了电阻与线缆，所有焊点的线缆均采取密封胶处理方式，实物没有严重的腐蚀问题，电机当中绕组线应用漆包线外加包裹透明保护胶带，并提供防护功能，实物也无腐蚀问题。

三、解决方案

3.1电源连接器密封防护改进

首先完善风机组件防护设计方面，需要适当增加对于电源连接器的密封处理。对于703硅橡胶具备一定的奶冷水功能，耐温效果比较低，但是粘结力比较明显，流动性比较明显。改进工艺设计方面采用3M胶带，按照电缆组间的插座体，可以制作建议封装模具，相对于703硅橡胶对于连接器芯线、连接器封线体之间有着相对比较小的间隙密封处理，填充缝隙可以预防电解液进入，从而保障电源连接器插芯在密封环境应用，可以有效规避水气腐蚀介质并进入形成相对容易发生腐蚀的环境，可以有效切断电化腐蚀形成动力学链，从源头上消除盐雾等介质进入到连接器，从而形成电化学腐蚀问题，甚至导致放电烧灼等问题。

3.2轴流风机防护改进

轴流风机当中板级电路的不足在密封环境之下应用，风机页和机架间应用卡簧、垫片以及弹簧保障安装质量，电机和机架间铆压成型，其属于半可拆卸安装设备。对于半拆卸状态之下开展板级电路实行三级防护改进，例如应用喷涂的方式进行三防改进，此时便需要应用3M胶带实现对电机的保护，同时电机之下的部分板级电路存在喷涂死角，所以无法做好三防处理。在改进防护工艺方面，应当先明确应用毛笔刷三防清漆，应当尽可能做好对板级电路器安装无死角防护处理。电路北面在改进条件方面受限，再加上并不是防护的重点，只能够实现对电阻焊接重点区域实行局部涂刷处理，最终复原的通电检查轴流风机运转状况，可以保障产品环境适应性与可靠性。

3.3其他改进措施

防尘网沉积和腐蚀情况对于风机组件最终散热性能会形成直接影响，对于上报故障的风机组件当中过滤网，其可以发现锈断、积尘比较多的问题。例如，做好防尘网的材料优化，材料选择采用20目的不锈钢丝网，对于常规室内装潢用201不锈钢，不能满足恶劣环境使用要求。改进期间应当充分考虑过滤网对于材料强度、刚性、人性以及抗疲劳等力学性能基本要求，所以材料直接优选应当以304这一类防护性能比较突出的不锈钢材料。另外，还需要做好维护改进。维护和保养属于保障雷达系统处于良好工作状态的关键，应当充分发挥装备战术技术性能、预防事故以及减少故障等基本措施，但是因为风机组件现场维护需要装备停机，所以很少会进行除尘措施，导致风机的通风散热性能下降，所以定期维护显得非常重要。可以将原本以年为单位进行维护管理缩短为以月为单位进行维护，定期检查过滤网上积尘与腐蚀等问题，并基于通电检查轮流风机确保其可以正常运行。

总结

综上所述，对于雷达风机组件防护设计技术已经从以往单一防护工艺转变为了电路、结构、材料、工艺相结合的一体化综合技术，其需要参与电子产品研制、采购、生产、使用以及维护等多方面的人员配合，并贯穿装备使用全周期。在今后，需要进一步做好结构与工艺方面的防护设计，从材料物理性能、工艺实施的可行性，从而保障雷达风机组件的安全水平，为雷达系统安全运行提供支持。

【参考文献】

[1]董荣，王梅，杨柳.一种雷达阵地防护系统的通讯转接设备设计[J].电子世界，2021，21(23):202-203.

[2]陈皓晖，刘洁，李万玉.直升机载雷达雷电防护设计[J].火控雷达技术，2021，50(02):108-112.

[3]马可，田江.主动拦截防护系统探测雷达防弹天线罩设计[J].现代雷达，2021，43(05):80-84.