《雷达测试性工程》系统论述了霄达测试性工程的实施方法。主要内容包括：系统测试性设计、分系统测试性设计、电路模挨测试性设计、基于边界扫描测试的测试性设计、雷达国波模拟器设计、软件测试性设计、健康管理软件设计、故障诊断算法模型设计和验证、测试性建模分析，以及测试性试验与评价等。《雷达测试性工程》针对系统、分系统和模块等不同层级的测试性设计需求，论述了故障模式分析方法、测试性需求分析方法、测试'险设计准则、机内测试设计方法、机内和机外协同测试由f方法、外部测试设计方法等，并提供分析和设计示例。

目录
第1章概论
1.1基本概念1
1.2雷达测试性需求3
1.3测试性与其他通用质量特性的关系4
1.4国内外发展情况4
1.5本书结构安排7
第2章系统测试性设计9
2.1雷达系统概述9
2.2系统故障模式分析14
2.3系统测试性设计流程18
2.4系统测试性需求分析18
2.5系统测试性设计准则25
2.6系统BIT设计29
2.7系统标校测试设计36
2.8分系统协同测试设计39
2.9射频信号机内自动测试设备设计41
2.10内外协同测试设计44
2.11外部测试设计45
2.12测试性分配46
2.14测试信息报文设计49
第3章信号处理分系统测试性设计51
3.1概述51
3.2故障模式分析52
3.3测试性需求分析57
3.4测试性设计准则69
3.5指标BIT设计71
3.6故障隔离的BITT设计74
3.7分系统协同BIT设计75
3.8测试点和观测点设计75
3.9内外协同测试设计77
3.10BT信息采集80
3.11外部测试设计81
第4章天线阵面分系统测试性度口83
4.2故障模式分析84
4.3测试性需求分析88
4.4测试性设计准则99
4.5指标BIT设计101
4.6内外协同测试设计112
4.7测试点和观测点设计112
4.8BIT信息采集114
4.9外部测试设计114
4.10天线测试方法115
第5章接收机分系统测试性设计122
5.1概述122
5.2故障模式分析123
5.3测试性需求分析128
5.4测试性设计准则139
5.5指标BIT设计141
5.6故障隔离的BIT设计143
5.7协同BIT设计145
5.8测试点和观测点设计145
5.9内外协同测试设计147
5.10BIT信息采集148
5.11外部测试设计149
第6章电真空发射机分系统测试性设计150
6.1概述150
6.2故障模式分析152
6.3―测试性需求分析156
6.4测试性设计准则161
6.5指标BIT设计161
6.6故障隔离的BT设计163
6.7测试点和观测点设计166
6.8BIT信息采集168
6.9外部测试设计169
第7章固态发射机分系统测试性设计172
7.1概述172
7.2故障模式分析173
7.3测试性需求分析177
7.4测试性设计准则184
7.5指标BIT设计184
7.6故障隔离的BIT设计186
7.7测试点和观测点设计187
7.8BIT信息采集190
7.9外部测试设计191
第8章伺服分系统测试性设计193
8.1概述193
8.2故障模式分析194
8.3测试性需求分析198
8.4测试性设计准则210
8.5指标BIT设计212
8.6故障隔离的BT设计213
8.7﹑测试点和观测点设计214
8.8分系统协同测试216
8.9BIT信息采集218
8.10外部测试设计219
第9章热控分系统测试性设计221
9.1概述221
9.2故障模式分析222
9.3测试性需求分析228
9.4测试性设计准则240
9.5指标BIT设计242
9.6故障隔离的BTT设计244
9.7测试点和观测点设计245
9.8BIT信息采集247
9.9外部测试设计248
第10章数字电路模块的测试性设计250
10.1概述250
10.2故障模式分析252
10.3测试性需求分析254
10.4测试性设计准则261
10.5BIT设计263
10.6BIT信息采集266
10.7测试点和观测点设计267
10.8﹑外部测试设计267
第11章基于边界扫描测试的测试性设计270
11.1概述270
11.2边界扫描测试性设计274
11.3边界扫描测试和诊断软件设计277
11.4边界扫描测试控制器设计282
11.5边界扫描测试技术的应用283
11.6边界扫描测试系统产品简介286
第12章电源模块的测试性设计288
12.1概述288
12.2故障模式分析294
12.3测试性需求分析295
12.4测试性设计准则298
12.5BIT设计299
12.6测试点和观测点设计300
12.7﹑外部测试设计302
第13章雷达回波模拟器设计304
13.1概述305
13.2雷达回波信号仿真建模305
13.3射频回波模拟器设计311
13.4数字回波模拟器设计317
第14章软件测试性设计322
14.1概述322
14.2软件故障模式分析323
14.3软件测试性需求分析321
4.4软件BIT设计准则328
14.5软件BIT设计329
14.6软件BIT信息的采集331
第15章健康管理软件设计333
15.1概述333
15.2软件架构设计341
15.3功能模块设计341
15.4软件处理流程设计346
15.5软件界面设计351
15.6软件设计集成过程353
第16章故障诊断算法模型设计和验证356
16.1基于故障树分析的诊断算法设计356
16.2基于Bayes网络的诊断算法设计362
16.3基于专家系统的诊断模型设计364
16.4基于人工神经网络的故障诊断算法设计366
16.5故障诊断算法模型验证370
第17章测试性建模分析371
17.1概述377
17.2测试性建模分析技术379
17.3测试性建模软件工具380
17.4测试性建模软件在雷达中的应用383
第18章测试性试验与评价390
18.1概述390
18.2试验与评价工作流程391
18.3测试性试验方案设计395
18.4指标评价方法398
18.5故障注人方法399
18.6故障试验设备401
附录1主要绪略语中英文对照404
附录2标准术语407
参考文献409

第1章概论
　　1.1　基本概念
　　现代战争是体系之间的对抗，装备保障能力是体系对抗的重要组成部分，装备保障能力与装备通用质量特性的设计质量密切相关。测试性是装备的主要通用质量特性，是产品能及时、准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降）并隔离内部故障的一种设计特性。
　　为了达到雷达装备的测试性要求，需要开展测试性需求分析、测试性设计、测试性分配、测试性建模分析、测试性试验与评价等工程活动，这些工程活动的总称为雷达测试性工程。
　　雷达测试性工程的主要目标是实现故障的及时发现和快速精准定位。现代雷达系统功能复杂、故障种类繁多、故障检测和隔离难度大，为实现雷达测试性工程的目标，需要系统地开展雷达测试性工程工作。测试性工程是开展故障诊断、状态预测、健康评估和维修决策等健康管理工作的重要基础工程。通过开展测试性工程，可以提升产品研制效率、生产调试效率及维修保障效率。
　　雷达测试性工程实施流程见图1-1，包括系统、分系统和模块等测试性工程活动，主要工程活动内容如下。
　　1. 测试性需求分析
　　测试性需求分析是解决测什么的问题，系统、分系统和模块的各层级测试性工程都需要开展测试性需求分析。测试性需求分析的主要工作是通过对产品的FMEA报告进行分析，确定用于故障检测和隔离的测试需求，包括机内测试项目、外部测试项目、BIT类型、测试精度要求等。既要对硬件故障模式开展测试性需求分析，也要对软件故障模式开展测试性需求分析。
　　2. 测试性设计
　　测试性设计是解决如何测的问题。各层级测试性工程都需要开展测试性设计。系统测试性设计面向系统级的测试需求，分系统测试性设计面向分系统级的测试需求，模块测试性设计面向模块的测试需求。下一层级的部分测试需求来自上一层级分配的测试需求。测试性设计的主要内容包括机内测试设计、内外协同测试设计、外部测试设计等。
　　3. 测试性分配
　　测试性分配的任务是把上一层级的测试需求分配到下一层级，测试性分配包括测试性定量指标的分配和测试功能分配。
　　4. 测试性建模分析
　　测试性建模分析的任务是通过构建产品测试性模型（面向测试性的数字化样机），实现测试性设计指标验证和测试性设计优化。利用测试性模型可以实现故障检测率的预计、故障隔离率的预计、冗余测试点的删除及自动生成故障诊断模型。
　　5. 测试性试验与评价
　　测试性试验的目的是确定产品是否达到规定的测试性要求。系统和分系统测试性试验内容包括故障检测率试验、故障隔离率试验、机内测试功能的试验、外部测试接口功能试验等。模块测试性试验内容包括机内测试功能、测试点、观测点、BIT信息接口等功能的验证。通过测试性试验发现测试性设计和制造缺陷，可为产品测试性指标评估提供必要的试验数据。测试性试验评价是根据测试性试验数据和评估方法，对产品故障检测率、故障隔离率进行计算。
　　由于测试性工程对产品的研制调试效率、生产调试效率和维修保障效率有重要影响，因此雷达测试性工程已成为雷达装备研制中的一项重要工作。
　　1.2　雷达测试性需求
　　1.2.1　雷达使用对测试性要求
　　雷达保障的发展要求是无人值守、自主管理、精准保障和高效保障。为实现这一目标，雷达必须具备健康状态精确感知、故障诊断、健康评估、状态预测、维修保障决策等能力，所有这些能力的实现都依赖于测试性设计。
　　雷达使用对测试性的要求如下。
　　（1）全面、准确和及时地感知雷达健康状态：具有对雷达系统、分系统和模块等不同层级的健康状态的感知能力，具有对性能指标退化的精确感知能力，健康状态一旦出现变化，应能被及时发现。
　　（2）精准故障定位：当系统出现故障时，应尽可能把故障定位到单个LRU，诊断模糊组小。
　　（3）故障虚警过滤能力：对各类故障虚警具有较强的过滤能力，避免因BIT自身虚警导致装备不能正常工作。
　　（4）机内测试精度：满足性能退化故障的检测需求，满足状态预测和健康评估对机内测试参数的精度需求。
　　（5）机内测试成本：合理应用多种测试手段，降低机内测试资源的成本。
　　1.2.2　雷达研制和生产对测试性的要求
　　测试性对于提高产品的研制效率、生产效率、研制质量和生产质量有较大影响。雷达研制和生产对测试性的一般要求如下：
　　（1）测试性设计应考虑产品研制和生产过程中的测试需求；
　　（2）机内测试和外部测试应进行一体化设计；
　　（3）在产品研制阶段尽早形成机内测试能力，为系统调试和试验提供测试和诊断手段。
　　1.2.3　雷达测试性需求特点
　　1. 测试项目多
　　（1）大型相控阵雷达阵面的收发通道可达数万个，每个收发通道的测试项目有数十个，仅雷达阵面的测试项目总数可达到数十万个；
　　（2）新型雷达包括大量软件，为实时监测这些软件的健康状态，需要对软件进程、线程、运行参数等进行测试。
　　2. 测试项目的物理量类型多
　　测试项目包括电信号、光信号、温度、液体压力、液体流量、机电设备的开关状态等物理量，电信号包括射频信号、数字信号、电源信号等类型。
　　3. 机内测试精度要求高
　　雷达阵面收发通道的幅度一致性和相位一致性、射频信号功率和频谱特性等参数对雷达的性能有重要影响，对这些参数的机内测试精度有较高要求。
　　1.3　测试性与其他通用质量特性的关系
　　1. 测试性与可靠性的关系
　　（1）测试性设计对提升故障诊断、状态预测、健康评估等能力有重要作用，这些能力对提升雷达任务可靠性有重要作用；
　　（2）BIT设计会导致硬件增加，降低系统的基本可靠性。
　　2. 测试性与维修性的关系
　　（1）BIT能快速检测和隔离故障，减少平均故障修复时间；
　　（2）BIT能降低维修人员技能要求，减少维修人员数量，从而可以降低维修费用。
　　3. 测试性与保障性的关系
　　提升故障隔离能力可以减少平均故障修复时间，因此可以提高系统可用度。
　　4. 测试性与安全性的关系
　　（1）BIT能及时检测和隔离故障，消除安全隐患；
　　（2）利用BIT提供的状态信息可以预测性能变化趋势和雷达剩余使用寿命，并基于预测结果开展基于状态维修，将问题消除在萌芽状态，提高系统的运行安全性。
　　1.4　国内外发展情况
　　1.4.1　测试性标准的发展
　　1985年，美国国防部颁布了《电子系统与设备测试性大纲》（MIL-STD-2165），规定了系统及设备各研制阶段应实施的测试性分析、设计及验证的要求及实施方法。美国国防部于1993年颁布《系统与设备测试性大纲》（MIL-STD-2165A），取代了MIL-STD-2165。
　　为提升装备的测试性设计能力，自20世纪90年代以来，我国相关部门陆续颁布了相关的国家军用标准和行业标准，与雷达测试性设计相关的主要测试性标准如表1-1所示。
　　表1-1 我国颁布的雷达测试性标准
　　1.4.2　雷达测试性技术的发展
　　雷达测试性设计技术的发展分为三个阶段：非自动测试阶段、自动测试阶段和精确感知阶段。
　　1. 非自动测试阶段
　　在测试性技术发展的初期（20世纪70年代到80年代中期），雷达采用模拟信号处理技术，计算机的应用很少，雷达的电压、电流、温度等工作状态主要采用指示灯、指针式仪表或LED数码管进行指示。测试性概念初步建立，测试性设计标准已形成，测试性设计的主要内容包括状态监测、状态指示、外部测试接口设计等，主要依据是产品设计规范。
　　在本阶段，测试性设计的特点如下：
　　（1）测试性设计主要基于工程经验；
　　（2）装备状态指示主要使用指示灯或指针式仪表。
　　2. 自动测试阶段
　　20世纪80年代以后，随着计算机技术、模数（A/D）转换技术及数字电路技术的发展，BIT技术在雷达中的应用逐渐普及。
　　雷达系统利用分布在分系统、电路模块中的BIT电路自动测试和采集工作状态信息，这些信息通过通信网络汇总到计算机中进行集中处理和显示。BIT电路使用的计算机主要为价格低廉的单片计算机。
　　雷达系统的BIT项目一般包括发射通道的功能测试、接收通道的功能测试。相控阵雷达阵面分系统的BIT项目包括雷达阵面收发组件通道的幅度参数和相位参数、发射脉冲宽度、温度等。接收机分系统的BIT项目包括输出信号的幅度参数、相位参数等。数字信号处理分系统的BIT项目包括数字脉压指标参
　　数等。
　　在本阶段，测试性设计的特点如下：
　　（1）建立了以单片机为基础的分布式BIT状态信息采集系统；
　　（2）BIT电路测试精度低，一般只能检测被测对象的正常或故障两种工作状态，不能检测被测对象的退化状态；
　　（3）测试性标准和测试性技术的发展推动了雷达装备测试性的发展，测试性设计从基于经验设计上升到测试性工程设计，测试性设计水平得到了显著提升。
　　3. 精确感知阶段
　　进入21世纪后，雷达装备保障要求越来越高，精准保障、高效保障已成为装备保障的普遍要求。雷达健康管理是实现精准保障、高效保障的重要手段，其主要功能需求包括状态感知、故障诊断、状态预测、健康评估和维修决策等，这些需求推动了雷达测试性设计技术迈向精确感知阶段。
　　雷达健康状态精确感知是指通过机内测试、内外协同测试等多种测试手段的综合运用实现硬件和软件健康状态的精确测试，以达到快速检测和隔离故障的目标。
　　雷达机内测试设备主要包括射频回波模拟器、数字回波模拟器、示波器、功率计、频谱仪、信号源，以及用于温度、压力、振动和液体流量等物理量检测的传感器。雷达机内测试软件包括雷达功能性能测试软件和监测软件工作状态的软件。
　　在本阶段，测试性设计的特点如下。
　　（1）健康状态感知精确化。BIT的设计要求从简单的正常或故障状态检测转变为可检测轻微故障及指标退化状态的精确测试。
　　（2）软件健康状态感知越来越重要。随着雷达装备的软件化和智能化，雷达系统带有大量的各类功能软件，软件故障已成为雷达主要的故障类型。因此，软件测试性设计已成为雷达测试性工程的重要内容。
　　（3）芯片测试性设计是提升雷达测试性设计水平的重要基础。对于数字集成电路芯片，边界扫描功能是其重要功能。边界扫描测试是数字电路故障检测和隔离的高效测试手段。
　　（4）内外协同测试降低测试成本。测试信号由外部测试设备注入，测试数据采集和指标分析由机内测试资源实现。
　　（5）机内协同测试降低测试资源的开销。随着雷达的数字化和软件化，测试数据采集和指标分析在雷达内部更容易实现。利用下一级分系统采集上一级分系统的输出信号。