机载电子设备的电磁兼容性分析邓溥

机载电子设备的电磁兼容性分析邓溥

邓溥

（驻宝鸡地区军事代表室陕西省宝鸡市721000）

摘要：本文从EMC的定义、干扰方式、以及电磁兼容干扰控制等方面介绍了机载电子设备在设计、生产、安装和使用维护中应注意的EMC问题以及处理电磁干扰的基本方法，通过对EMC技术的应用可以使电子设备更好的完成各自的使命任务。

关键词：机载设备；电磁兼容；电磁干扰控制

随着科学技术的发展，军事技术装备自动化、集成化水平不断提高，电磁干扰和电磁兼容（ElectroMagneticCompatibility，以下简称EMC）问题日益突出。机载电子设备处于一个十分复杂的电磁环境，如何能使这些设备在复杂的电磁环境中完成各自的使命任务，而又不干扰其它设备，这是EMC系统工程研究的最终目的。本文简要介绍电磁兼容的概念、机载电子设备的电磁干扰和兼容形式以及干扰技术控制。

一、概述

1、EMC定义：国军标中对电磁兼容的定义如下：设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度正常工作，且性能不因电磁干扰而损或产生不可接受的降级，也不会给环境（或其他设备）带来不可接受的电磁干扰。这一定义体现了电子设备或系统内部之间和周围其他设备或系统之间，在电磁环境中相互兼顾而相容的能力。EMC内容如下：

2、电磁干扰：所谓电磁干扰是指不希望的电压和电流出现在电子设备中，影响电子设备的正常工作，那些不希望有的电压和电流就是电磁干扰。它一般有三方面因素产生，即意外的干扰源、意外的传输途径和意外的响应。

电磁干扰的形式一般分为传达发射干扰和辐射发射干扰。传导发射干扰是对沿金属导体传输电磁干扰的描述，由电感、电容和变压器耦合引起的干扰也称传导干扰。辐射发射干扰是对通过空间传播的电磁能量形成干扰的描述，它一般产生于部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰。

电磁干扰还可以分为两类：一类是设备或系统内部与设备之间存在的电磁干扰；另一类属于自然环境造成的，例如空中的雷电和宇宙噪声等。

3、电磁敏感度：是指引起或造成设备或系统性能下降出现不应有偏差的度量。电磁敏感度分为传导敏感度和辐射敏感度。传导敏感度属于电子设备被传达干扰的描述；辐射敏感度则属于设备之间通过空间辐射形式被干扰的描述。

4、电磁干扰控制：一般通过必要的屏蔽、隔离、接地等措施使电磁干扰达到有关标准要求，从而使设备达到电磁兼容目的。

5、EMC的研究现状

EMC的研究兴起于20世纪80年代，主要解决和研究电磁干扰的产生、传播、抑制机理及相应的测量和计量技术，并在此基础上制定合理的电磁兼容原则，对电子设备的干扰及抗干扰水平做出明确规定。此时的美国、日本、俄罗斯及法国等经济发达的国家都已经在电磁兼容领域达到了很高的水平。1990年在北京举办的第一次国际电磁兼容性学术会议也标志着电磁兼容学科的迅速发展并开始参与国际交流。

二、机载电子设备的电磁干扰和兼容形式

由于飞机的机体内空间小，供电和电子设备比较集中等原因，给电子设备相互兼容带来了困难。通常机载电子设备干扰和兼容形式如下：

1、传导发射干扰：此干扰是沿电源、控制线或信号线传输的电磁能量而形成的干扰。国产飞机电源供电基本都采用单线制，而飞机机体成了各设备的公共回路地线。机载电子设备多大百种，公共地线上势必存在着很多复杂信号，这些信号很可能成为其它设备的干扰信号。当雷达和大功率发射机工作时，电源线生的电流产生波动，使部分设备瞬间不能正常工作，如机内通话器噪声增大，高度表指示不稳定或者误差增大等。控制线或者信号线可能通过传导或耦合方式干扰共电源或附近的敏感设备，这就出现不能相互兼容的现象。

2、辐射发射干扰：是指通过空间传播，有用的或不希望有的电磁能量，即通过设备外壳或部件、天线、高频电缆连接线辐射而形成的电磁干扰。在机载电子设备的发射机、射频放大器和其它接有天线的设备以及高频传输线均有发射电频；无用边带的发射，各种谐波和来自接收机的合成频率等，这些都可能是向空间辐射的干扰源，使一些敏感设备偏离预期的指标，工作性能下降，出现不应有的偏差。

3、兼容形式：每部机载电子设备本身可能是一个干扰源，同时又是被干扰的受害者。理想的兼容形式是设备本身既不干扰其它设备，也不被其它设备所干扰。设备的敏感度取决于本身的抗干扰能力。设备能否相互兼容，除设计、安装时采取措施外，使用、维护、修理、以及人的因素也是不可忽视的。

三、电磁干扰技术控制

机载设备采用的电磁干扰控制主要有：屏蔽、接地、滤波、吸收与旁路、布局布线、工艺控制、天线配置、频率管理等。其中屏蔽、接地和滤波是常用的电磁干扰控制方法，接下来重点介绍这三种方法。

1、屏蔽

屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁骚扰能量的传输,是抑制电磁干扰的重要手段之一。通常采用金属屏蔽层包封电子元器件或设备,其屏蔽体采用良导体制作并有良好的接地,这样就把电场终止于导体表面,并通过地线中和导体表面上的感应电荷,从而防止由静电耦合产生的相互干扰。

2、接地

接地的是指在两点之间建立导电的通路，或将一点与另一参考点连接。一个理想的接地板应是一个零电位、零阻抗的物理实体。接地是电路或系统正常工作的基本技术要求之一，也是EMC性能高低之关键因素。在电子设备中，合理地应用接地技术，能抑制电磁噪声，大大提高系统的抗干扰能力，减少电磁干扰。并且良好的接地对电磁场有很好的屏蔽作用，能释放设备机壳上积累的大量的电荷，从而避免产生静电放电效应。

3、滤波

滤波技术是指通过滤波器等手段限制接受装备的带宽，抑制无用信号的干扰但不影响有用信号的传入。例如在产生较强电磁干扰机载电子设备的电源线上往往会使用滤波器来抑制开关电源设备的传导发射，或者提高对电磁干扰的抗干扰程度。滤波技术主要用于抑制电磁干扰在电路中的传播。

四、结束语

电子设备能否在系统、整机中保持良好的状态，有效完成各自的使命任务，就要求其在设计、生产、安装、使用维护等方面充分考虑EMC控制，并进行大量的EMC试验，从而保证电子设备的功能性能满足设计要求。

参考文献：

[1]GJB72A-2002《电磁干扰和电磁兼容性术语》

[2]GJB151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》

作者简介：邓溥（1990-06），男，汉族，籍贯：陕西岐山，学历：大学本科