第一章  雷达维护与保养

一、雷达通常由天线、发射机、接收机、显示器和电源5部分组成。

①天线：

早期用抛物面反射天线，现已为波导隙缝天线取代。天线辐射以水平线性极化为主；为提高雷达在雨雪中的探测能力，有的天线装有圆极化装置。发射和接收一般合用一个天线，由双工器（收发开关）转换。天线由马达驱动，作360°连续环扫。为保证方位测量精度和方位分辨力，天线波束水平宽度要窄，很多3厘米航海雷达在1°以内。为防止船舶摇摆时丢失目标，波束垂直宽度较宽，约为25°。

    ②发射机：调制器、 磁控管振荡器 和附属电路

采用脉冲体制。脉冲宽度约为 0.05～2微秒。近距离档用较短脉冲，以提高距离分辨力；远距离档用较长脉冲，以增大作用距离。工作波段以X波段（9320～9500兆赫）和S波段（3000～3246兆赫）为主，这两种波段的雷达通常分别称为 3厘米雷达和10厘米雷达。在天线尺寸相同的情况下，前者有较高的方位分辨力，有利于近距离探测；后者受雨雪杂波和海浪杂波的干扰较小，电磁波经过雨区的衰减也小，如果发射功率相同，远距离灵敏度较高，有利于远距离探测。雷达同时安装这两种波段，可取长补短。

③接收机：微波集成放大与变频器（混频器和振荡器），中频放大器、检波器、视频放大器和改善效果的辅助控制电路。

采用直接混频超外差式，设有海浪干扰抑制电路和雨雪干扰抑制电路。为防止相同波段的雷达干扰，有的雷达设有抗同频异步干扰电路。发射机和接收机组装在同一机柜内，合称收发机。

④显示器：

采用距离方位极坐标的平面位置显示，扫描线和天线同步旋转，有若干档距离量程可供选用。测距可用活动距标或固定距标；测方位可用电子方位线或机械方位圈。70年代出现的高亮度显示器，可不用遮光罩，白天在驾驶台正常光线下供数人同时观察。有的采用彩色显示器，用不同颜色表示不同内容，使屏幕画面更醒目。

⑤电源：

早期用变流机，现已普遍采用逆变器，也有直接用船电的。

二、雷达基本电路参数测量

雷达收发机内通常设有内置测量表，能监测发射和接收系统的工作参数，即电源电压、磁控管电流、接收系统混频晶体电流及调谐状态指示等。

（一）磁控管电流参数测量

发射部分的磁控管电流和接收部分的调谐指示是判断收发机是否正常工作最重要的指标。磁控管电流是表示雷达发射系统工作状态的关键参数，是雷达发射机工作周期的平均电流值，其标准有短、中、长脉冲不等，通常在几至十几毫安，标准值在显示器或收发箱及说明书上有标志。测量时，应与雷达设备或说明书上提供的标准值对比，如果在正常范围，说明雷达发射系统工作正常，如果电流偏小或没有，同时雷达显示的回波质量不好或看不到回波，则应考虑到是否磁控管老化或发射系统有故障。雷达磁控管的寿命正常情况下为4 000 -20 000 h，每次更换时应标明使用日期，当磁控管超过正常使用期限应及时更换。

（二）调谐指示参数的测量与调谐

调谐指示正常与否的首要条件是注意磁控管电流是否正常，因调谐指示正常与否表明发射频率和本机振荡（本振）频率之差的中频输出是否最大，磁控管和本振二者缺一不可。本振坏了，没有本振频率和差出中频，调谐指示不正常；磁控管损坏了，工作电流没有，发射机不工作，本振信息也无法混频和差出中频，调谐指示同样没有。由于中频放大器必须工作在额定频率下，才能保证较高的工作性能，而雷达的发射频率会随电压、温度等环境的变化随时漂移，因此要求本振的输出频率必须能够随时可调，以满足雷达中频放大器的工作要求。调谐时，可通过雷达显示器控制面板上的调谐控钮进行手动调整，也可设置为通过设备监测混频器输出的中频信号，实现自动调谐。与调谐指示有关电路的调谐如下：

1．本机振荡器的调谐

早期雷达的本机振荡采用真空反射式速调管。现代雷达采用耿氏二极管振荡器，其结构可参见图1-4。

正常工作时，耿氏二极管和变容二极管都加有偏置电压，并且加在变容二极管的偏置电压是可以随调谐控钮的调整而改变。调整该电压可以在一定范围内改变振荡器的输出频率，其调整范围应略大于磁控管频率的漂移范围，以满足雷达日常调谐的需要。在谐振腔上还设置了一个机械调谐螺丝，能够在更大的范围内改变谐振腔的固有振荡频率，满足在更广泛的频率范围内对本振的调谐。这个工作通常在雷达安装或更换磁控管或本振时进行。在振荡器的输出窗口设有衰减器，能够调谐振荡器的输出功率，使得混频晶体二极管获得最佳偏置，本振的输出功率通常为毫伏级。

2．混频器的调谐

雷达的混频器由微波晶体二极管构成。回波信号与本振信号在晶体中差频，经过滤波后得到中频回波信号，输出到中频放大器。

混频晶体工作在低功率状态，其工作偏置由本振提供。调整本振输出功率，可以使晶体获得最佳偏置。回波信息的功率通常很低，一般为毫伏级。正常工作时，晶体的工作电流可以反映混频器的工作状态。如果晶体电流为额定值，说明变频器（本振和晶体）工作正常，但不表明回波是否被正常接收。

混频晶体是非常脆弱的电子元件，过高的发射漏脉冲可烧毁晶体，若发现晶体经常损坏，应考虑双工器或限幅器出现故障。

为防止高频辐射击穿晶体，晶体备件一般保存在铅封的包装箱内。更换晶体时，应注意使其处于与机壳相同的电位，不要用手同时接触混频二极管的正负极，防止身体感应的电磁场能量烧毁晶体；还要注意勿使晶体掉落地面，强烈震动也会损坏晶体。

测量混频晶体时，应使用万用表“Ω× 100”或“Ω×lk”挡，而不能使用“Ω×l”或“Ω× 10k”挡，否则易损坏晶体。一个好的晶体反正电阻比值应在几百至几千之间，如果比值小于100，将影响回波效果。

3．中频放大器的调谐

雷达中频放大器普遍采用宽带调谐高增益对数级联放大器，这种放大器对小信号保持较高的放大量，而随着输入信号的提高，放大倍数成对数规律降低，从而扩大放大器的动态范围。因为在不同量程段雷达发射脉冲宽度的改变会引起发射频谱的变化，所以要求接收系统对应量程段的通频带也应有相应的变化。通常在近量程发射窄脉冲，接收系统通频带较宽，回波精度较高；而远量程发射宽脉冲，通频带较窄，接收系统灵敏度较高，易于发现弱小目标。

了解上述有关内容，较容易判断磁控管和调谐指示的一些故障：

(1)有磁控管电流，无调谐指示或调谐指示不起作用，一般是本振损坏或收发开关损坏。

(2)有磁控管电流，有调谐指示并且调谐指示能起作用，有噪声（增益开大），无回波，则故障一般在空间端（波导管、旋转关节、辐射体）或视频放大器有问题，如果无噪声（增益开大），则中放有问题。

氖灯是检测雷达发射正常与否的简易工具，可用试电笔中的氖泡来做。拆开试电笔，取出氖泡，用绝缘胶布将氖泡缠在棒状绝缘材料（干木筷、塑料木筷）一头，将氖灯靠近磁控管，或放在移开的收发箱上第一节波导的出口处，氖灯发红，是发射微波感应所致；反之，无发射。

（三）电源电压的测量

雷达的电源主要由船电提供并采用电源转化的方式，直接将船电变化为中频( 400 HZ -2 kHz)电源来供雷达工作。通常称这种形式的电源为逆变器，它具有工作稳定可靠，输出精度高，体积较轻，故障率较低，维护方便等特点。

电源转换器分为两大类，早期为旋转式变流机，目前均采用静止型逆变器。对于旋转式变流机，先检查电动机部分运转是否正常，再检查发电机部分工作是否正常，重点检测变流机启动电路。

三、雷达的保养

雷达的维护保养分为定期和不定期两类，可根据不同的维护保养内容制订相应的维护保养计划。维护保养工作涉及的参加人员、工作时间、工作内容、使用器材、消耗物料的种类和数量等应做好相关记录。

（一）定期维护保养

1．天线与微波传输系统维护保养

(1)天线旋转环节轴承每半年需加润滑油一次。操作方法如下：

关机，将天线安全开关置“OFF”位置，用油枪在天线旋转环节轴承加油嘴加油，加油前应清洁加油嘴孔处的污物。

(2)天线金属齿轮传动系统每半年清洁油泥并重新加油一次。操作方法如下：

关机，将天线安全开关置“OFF”位置，打开天线端盖，清除齿轮组污油，清洁过程中由人工不断转动天线辐射器，然后重新加油。

(3)天线涡轮蜗杆变速齿轮箱每年应检查一次油量，需要时补加油量。操作方法如下：

关机，将天线安全开关置“OFF”位置，透过变速齿轮箱油量观测窗观测齿轮箱油液面高度，当发现液面高度低于下限刻度时，从注油孔补加专用齿轮箱油，达到下限和上限刻度之间适当位置即可。如果齿轮箱油变质，则需重新换油。换油时应打开注油孔和排油孔，用容器在排油孔处盛装排除的废油，然后按换油程序，先加入少量齿轮箱油，开机待天线转动数圈后，停机，再次排除清洁齿轮箱的废油后，加入额定量的齿轮箱油。

(4)金属波导法兰（涡流关节）和波导支架紧固情况每半年查验一次。检查波导是否开裂（若有开裂，需立即更换），检查波导法兰处的密封情况和波导、电缆穿过甲板的防火、水密情况等。

(4)天线基座（减速齿轮箱）和金属波导外表面每半年油漆一次，并对固定螺栓的锈蚀情况做仔细检查，以免因锈蚀降低其强度，摔坏天线部件。注意橡胶波导外表不能涂油漆。

(5)隙缝天线辐射器防尘罩上的油灰至少每半年用清水清洁一次，不可加涂油漆。

2．发射机维护保养

(1)发射机的空气滤清器每季度清洁一次，操作方法如下：

关机，打开收发机盖板，清洁空气滤清器进气滤器和出气滤器。通常进气滤器灰尘较多。如果设备是带有滤芯的滤器，可将滤芯拆下用清水洗净再回装即可。

(2)发射机高压器件静电吸尘每半年清洁一次。操作方法如下：

关机，打开收发机盖板，拆下发射机及防止高压触电保护罩，用毛刷轻轻清洁高压器件上的干灰尘，用酒精轻轻清洁油污。清洁结束后，装备防止高压触电的保护罩，最后装回发射机。

(3)备用磁控管需定期交替使用。

(4)每季度检查一次各种电缆接头和连接器是否牢固可靠。

3．显示器维护保养

(1)显示器空气滤清器每季度清洁一次，清洁过程与发射机空气滤清其清洁方法类同。

(2)显示器高压器件（高压变压器、高压引线）静电吸尘每半年清洁一次。显示器高压器件清洁与发射机高压器件静电吸尘清洁相同。

(3)显示器表面在开航前及航行期间每天清洁。清洁时不要用任何清洁剂，应使用潮湿棉布擦拭。

4．电源维护保养

(1)电源空气滤清器每季度清洁一次，清洁过程与发射机、显示器空气滤清器的清洁方法类同。

(2)雷达供电系统热保护继电器触点每年检查一次，根据实际情况清洁或更换。操作方法如下：

关机，用万用表电阻挡最小量程测继电器触点接触情况。遇到接触不良的触点时用专用触点清洁剂（喷灌）对准触点清洗，清洗后仍然接触不良的触点，应予以更换。

（二）不定期维护保养

(1)雷达工作0.5 h后，检查磁控管电流，将测试结果和额定值比较，记录比较结果。

(2)雷达工作0.5 h后，检查调谐指示是否变化，记录变化情况。

(3)观测真方位误差，校准真方位误差。

(4)观测测距误差，校准测距误差

(5)观测船首线误差，校准船首线误差

(6)显示器面板各按钮使用性能检查。

                                              第二章   AIS 船裁设备的维护

一、AIS 船载设备的日常维护

为保证AIS设备的正常工作，在日常维护中，需要定期检查AIS设备，在以下几方面应给予重点检查：

(1)对设备及连接线、引航员插座、电源变换装置等进行外观检查，确认电缆无松动、脱落或其他损坏，接地可靠有效。

(2)检查AIS设备及连接的GNSS（天线有无过度锈蚀，有无外皮剥落迹象），确认天线电缆连接处以及穿越舱壁处水密性能良好。

(3)检查本船静态信息及与航次有关信息可正确显示，并与实际情况一致。

(4)确认传感器正常工作，设备显示的传感器信息与实际信息相一致。AIS设备在开启后自检结果正常，并在2 min内能正常工作。

(5)对目标信息通过VHF或其他通信方法予以确认，或比较雷达跟踪目标。

(6)确认设备按照规定的报告间隔发射本船 AIS信息。

(7)每天检查AIS设备，检查GPS 船位信息。

(8)检查设备自身记录的最后10次不工作的记录，了解设备的工作及使用状况。

(9)若条件具备，联络AIS基站向本船发送询问信息，确认设备做出正确应答。

二、常见故障处理

1．电源方面

(1)故障现象：开机后电源灯不亮，整机无电源。

AIS设备主要是由 24 V直流电源供电，开机后电源灯不亮，一般情况是24 v直流电源供电中断，主要原因有两个，其一是稳压电源故障，导致无24 V直流电源输出；其二是主保险丝烧断。

(2)处理方法：用万用表测量稳压电源有没有24 V直流电输出，如果没有，先检查直流稳压电源保险丝有没有烧断，如果保险丝完好，说明稳压电源内部故障，必须对稳压电源做进一步的检查修理或更换稳压电源。

如果稳压电源输出正常，应当检查主机保险丝是否烧断，保险丝烧断，必须换成同规格的保险丝，如果换成同规格的保险丝又被烧断，则说明主机有短路故障，需要做进一步检查，这些检查一般请岸上的维修工程师进行。

2． AIS天线故障

(1)故障现象：显示正常，但是只能接收到较近距离船舶的信息或完全接收不到其他船舶的信息。

如果AIS所有显示正常，但是接收不到附近船舶的信息或者只能接收到近距离船舶的信息，一般是VHF接收天线或引线有问题。

(2)处理方法：检查AIS天线的连接部分，查看连接部分是否有锈蚀等问题，也可以用周围的VHF天线替代，进行判断检查。

第三章  典型罗经的维护与保养

一、自由陀螺仪的特性

自由陀螺仪的特性（1） 定轴性(gyroscopic intertia)定轴性：高速旋转的自由陀螺仪，当不受外力矩作用时，其主轴将保持它在空间的初始方向不变。定轴性条件：陀螺转子高速旋转；陀螺仪不受外力矩作用。定轴性表现特征：主轴指向空间初始方向不变。（2）进动性(gyroscopic precession)进动性：高速旋转的自由陀螺仪，当受外力矩(moment)(用M表示)作用时，其主轴的动量矩(momentum moment)矢端（用H表示）将以捷径趋向外力矩M矢端作进动运动，记作 H → M。进动性的条件：自由陀螺仪转子高速旋转和受外力矩作用；进动性表现特征：主轴相对空间初始方向产生进动运动。

二、三大系列罗经特点

三、陀螺罗经随动故障判断

随动系统由随动球、蜘蛛架、中心导杆、水密接线盒、方位齿轮及方位刻度盘组成。陀螺罗经的随动系统的作用是控制随动部分跟踪灵敏随动系统部分，将陀螺仪主轴的指向反映到刻度盘上。

随动系统的工作原理为：船舵向→随动球与陀螺球失配→信号电桥产生随动信号→晶体管将随动信号放大→驱动方位电机转动→经齿轮传动→带动随动球和航向刻度盘转动→直至恢复随动球原始位置→信号电桥平衡→随动电压为零→方位电机停转。

1．检查随动系统的灵敏度

若灵敏度不够，随动系统出现缓慢或偶然性的停转现象，大部分是机械故障，也可能是随动电桥电路断路出现故障，放大器损坏，应检查电子管的电压是否正常。

启动电压决定于方位齿轮是否易于转动和所接分罗经的数目及其转动情况。

2．检测随动系统是否正常

做随动速度的检查，主罗经航行刻度盘回转 90︒，所需时间不应超过20 s。若不正常，检测随动系统信号电桥、随动放大器和方位执行电机。因为陀螺罗经的陀螺球浮液悬挂支承，其垂直轴上引起的摩擦力矩甚小，其随动信号的放大部分原则上可以不要。所以去掉随动放大的信号，直接把信号电桥产生的随动信号加到方位执行马达的信号绕组上，此时随动系统若正常工作，说明故障在随动信号的放大部分。若方位执行电机上激磁电压和信号电压均正常，且机械传动部分亦正常，说明该执行电机坏，需更新。

四、陀螺罗经指向不稳的故障分类与分析

（一）主罗经故障

主罗经的任意一个组成部分不正常，都会导致罗经不稳、产生误差。因陀螺罗经的灵敏部分陀螺球工作于支承液体中，陀螺球的供电和方位失配信号的产生、输出都离不开支承液体，并且支承液体又容易变质，一年左右必须更新，所以先检测支承液体是否变质或到期。

支承液体未变质或没到期，检查主罗经工作温度是否正常。因支撑液体特性随其温度改变而产生较大变化，因此温度偏差过大，使灵敏部分陀螺球工作条件不正常而产生指向不定误差、工作温度不正常时检测其温控系统。

（二）检查陀螺球的高度是否正常

因陀螺球与随动球的上下间隙是有限的，如Anschutz Ⅳ型的间隙仅为6 mm。若陀螺球的高度偏差过大，导致陀螺球与随动球相碰使主罗经指向不稳、产生不定误差，并且常常是船舶做转向航行出现误差，而停航或航向固定时不出现，所以观测陀螺球高度必须认真仔细。例如对于航海 I型，必须是主罗经已稳定，罗经桌水平，支承液体温度为39+2℃（或46 +2℃），从贮液缸的观察窗，使眼睛和随动球上有机玻璃内外表面的两条红刻线位于同一平面内，以此为基准，观测陀螺球的赤道红刻度线应与随动球上的红刻度线重合，偏差允许范围是±2 mm。陀螺球的高度不正常时，用密度计测试支承液体的密度，若密度正常，检测陀螺球电磁上托线圈工作是否正常。

（三）支承液体己变质或已使用一年左右，应更新

更新时要进行如下项目的检测和修理：

(1)用专用工具拆开主罗经，吸出支承液体，从随动球中取出陀螺球放到托架上。

(2)清洁贮液缸、随动球，同时检查其表面是否光滑，有无微突或裂纹，随动球紧固件是否松动，这类现象会导致与陀螺球相碰使主罗经指向不稳、产生不定误差。

清洁陀螺球，并检测以下各项：

(1)检测顶电极、底电极、赤道电极导电情况并加以维护。电极导电性能不佳会使陀螺球得不到稳定供电，陀螺球的工作电压、电流不正常，从而产生不定误差。

(2)检测两随动电极导电情况并加以维护。电极导电性能不佳会使随动信号输出减弱，随动系统无法正常跟踪，导致罗经指向不稳。

陀螺球外壳是否光滑、完整。若存在翘起、裂缝或老化腐蚀产生小孔，会导致陀螺球内填充的氢气或氮气跑掉，陀螺转子工作环境变坏，并且使支承液体渗入球内，陀螺球变重无法正常悬浮，必须更新。

全部清洁后，注入新支承液体，重新装好主罗经。先检查支持液体是否适量，再观测陀螺球在支持液体中的状态和位置，若存在过分倾斜或球的高度过低，说明陀螺球已损害必须更新。

主罗经装好后，启动罗经。记录陀螺球的启动电压和电流。

启动罗经时听陀螺电机加速声音为“嘟嘟”声，一般15 min左右启动加速过程结束，此时陀螺电机已抵达额定转速会听到清晰的“嗡嗡”声，此时陀螺球的电流下降到正常工作电流，因而其电压应上升至正常工作电压，否则陀螺球有损坏的可能。

启动加速过程后，陀螺罗经，因为均在陀螺球内安放盛有黏性较大的甲基硅油的液体阻尼器，此液体流动的迟滞作用产生阻尼力矩，所以应作减幅摇动。即使由于某种原因使罗经主轴偏离稳定位置，仍然会自动地返回稳定位置。