军用电子系统的电磁兼容性设计

军用电子系统的电磁兼容性设计

军用电子系统适应复杂的战场电磁环境程度，是电子系统能否在战场使用中安全可靠的重要指标。因此，技术人员在系统设计之初就应该及时考虑系统对战场电磁环境的适应问题。针对我标在电子系统电磁环境、系统实验及考核领域的规则不统一性，通过讨论电磁环境问题，提出了一套军用电子系统电磁兼容设计方案及建议，详细分析了系统电磁兼容设计流程以及设计方案中应基本涉及的技术。

标签：电子系统；电磁兼容；设计

引言

系统的电磁兼容既包括系统内的电磁兼容，也包括系统间的电磁兼容。系统间的电磁兼容指电磁系统与其运行的电磁环境或是与其他系统之间的电磁兼容性。这里系统内的电磁兼容是指在研究的系统内部的各分系统、设备及部件之间的电磁兼容。我国在电磁兼容领域起步较晚。1986年在参考美军军标461系列的基础上颁布GJIBl51和GJBl52两个标准；在1997年时进行了必要的修改，形成了现行的军用标准GJIBl51A和GJBl52A。标准适用于每个单独的设备和分系统，规定了控制军用电子、电气、机电等设备和分系统的电磁发射和敏感度特性的要求和测试方法，为研制和定购单位提供电磁兼容性设计和验收依据。但是针对电磁环境、系统试验与考核的标准至今还是一项空白。

1.电磁环境问题

行成电磁干扰必须同时具备三个条件：干扰源、接收器和传播途径。电磁干扰传播途径又分为“传导”和“辐射”两种途径。电磁发射是指从一个电磁源发散出的电磁能量，它也包括辐射发射和传导发射两种形式；电磁敏感度是指设备暴露在电磁辐射下所呈现的不希望有的响应程度，它也分为辐射敏感度和传导敏感度两种形式。为让系统能在有电磁干扰的环境中正常工作，首先必须研究该系统在使用期间所处的电磁辐射环境；只有对电磁辐射环境进行定义以后，才能着手拟定符合实际的系统抗电磁辐射干扰要求。

运行设备在所处的电磁环境里所受的影响程度如何，取决于它的的敏感性、环境影响的幅度、频率和时间特性，以及设备的响应时间和频率响应等。当预测设备或系统在指定电磁环境内的工作状况时，应考虑所有与环境有关的已知资料。每个设备、分系统在其寿命期内会处于各种不同的电磁环境。例如，一枚导弹在生产、装运、储存、转移、组装、发射和接近目标全寿命中将处于不同的电磁环境中。在确定机内设备可能处于的电磁环境时，应考虑安装在特定底座的实际辐射电平而不是通用的辐射电平。对某些设备，设计时不但要对其在某一特定的电磁环境下的性能进行分析，而且还应考虑到该设备在其他环境中应用的可能性。这样，尽管由于设计中考虑的电磁环境很恶劣，使设备的造价提高，但却能使设备具有良好的适应性，这种提高是合理的。

电磁环境所产生的有害影响主要有以下几种：

①烧坏或击穿元件、天线等；②电爆装置、易燃材料等的意外触发或点燃。③接收机信号处理电路性能降低；④机电设备、电子线路、元件、军械等错误或意外的工作；

电磁产生的有害影响有两个基本途径，一个是不希望的能量通过预定的通路进入到使用电磁能量的系统、设备或电路中；一个是非预期的能量进入与响应。

2.系统电磁兼容设计

由于大功率电磁发射和各种调制技术广泛使用，以及敌军可能存在的强电磁干扰武器，军用电子系统工作时电磁环境是及其复杂的。

首先要确定系统在其使用周期内的各个阶段、所处环境可能遇到的具有代表性的最严酷的干扰，同时还要预计隨着技术的不断发展，可能产生的和潜在的干扰源。用于描述系统电磁环境的参数有：频率、功率密度、脉冲宽度、脉冲重复频率、天线的极化形式、天线增益、天线的扫描速率和张角形式、发射源密度和系统的任务剖面。提供上述部分或全部参数，取决与系统在研制过程中的阶段和系统的任务剖面。

3.系统间电磁兼容控制技术

单独的系统虽然达到了自身电磁兼容的要求，但与其他系统之间的协调之中大多都会出现电磁耦合的现象。这也是系统间电磁干扰形式的特点。对系统间电磁干扰的控制技术主要采取以下几个方面：

3.1对有用信号的控制

对有用信号的控制包括：频谱管理和规定发射功率、信号类型（调制和带宽）、天线的空间覆盖范围、方向性和极化、使用时间和地点等。在设计阶中还要尽量减小镜像频率响应、谐波频谱电平，以及乱真发射和乱真响应。

3.2对人为干扰的控制

系统间人为干扰源主要是其他系统的发射机谐波和乱真发射，这需要按照有关的电磁兼容标准来控制。

3.3自然干扰源的控制

自然干扰源通常无法控制，只有在系统性能设计时加以考虑。例如接收机灵敏度指标应按内部噪声和天电噪声来确定，以及采取适当的电磁脉冲和静电放电的防护措施。

4.结论

由于电磁干扰对装备会产生较大影响和安全隐患，因而用什么样的技术保证装备在设计到生产的全过程中能够有较高的标准，以及检测方法就显得至关重要。因而我们急需一套完整的检测体系，确保装备系统能够在复杂电磁环境中发挥稳定。