美軍電磁環(huán)境效應管理研究

盧西義，肖凱寧

（1．61226部隊，北京 100079；2．解放軍理工大學通信工程學院衛(wèi)星通信系，江蘇南京 210007）

美軍電磁環(huán)境效應管理研究

盧西義1，2，肖凱寧1

（1．61226部隊，北京 100079；2．解放軍理工大學通信工程學院衛(wèi)星通信系，江蘇南京 210007）

為有效地控制電磁環(huán)境效應，美軍重視電磁環(huán)境效應的管理。電磁環(huán)境效應工作分為電磁環(huán)境效應基礎研究工作和武器裝備壽命期電磁環(huán)境效應工作，因此，將電磁環(huán)境效應管理分類為基礎研究管理和武器裝備全壽命期管理，分析了其管理內容和管理機制，總結了美軍電磁環(huán)境效應管理的特點，為我軍實施電磁環(huán)境效應管理提供借鑒。

電磁環(huán)境效應；電磁環(huán)境效應管理；綜合產(chǎn)品小組；試驗與評價

美軍電磁環(huán)境效應（E3）管理經(jīng)過長期的實踐總結，再實踐再總結，不斷豐富完善。其管理特點是有法可依，有章可循，責權明晰，方法科學。具體地說，國防部指令DoDD 3222．3－2004《國防部E3綱要》規(guī)定了E3政策［1］，明確了E3管理職責，各軍兵種部如陸軍ADA270441《陸軍E3綱要》［2］、海軍OPNAVINST 2400．20F－2007《E3和頻譜支持性政策和程序》［3］、海軍航空兵NAVAIRIST 2400．1－2009《E3和頻譜可支持性政策和程序》等也都建立了本軍種內部的E3程序，使得E3管理責權明晰［4］；MIL－HDBK－237D－2005《采辦過程中的E3和頻譜可支持性指南》規(guī)定了各個采辦階段需要審查的技術文檔及試驗報告，使得研制裝備的管理控制有章可循［5］；聯(lián)合頻譜中心等單位開發(fā)的EMC預測分析與E3評估軟件和數(shù)據(jù)庫，使得控制E3的系統(tǒng)設計方法得以利用；MIL－STD－461F《分系統(tǒng)和設備電磁干擾特性的控制要求》［6］，MIL－STD－464C《系統(tǒng)E3要求》使得武器裝備的E3要求和試驗有法可依［7］。

1 E3

1．1 E3的定義

隨著人們對E3認識的不斷深化，對E3的定義也在不斷拓展，美軍標MIL－STD－464C－2010《系統(tǒng)E3要求》對E3的定義是：電磁環(huán)境對軍事力量，設備，系統(tǒng)和平臺運行能力的影響，它涵蓋所有的電磁學科，包括電磁兼容性，電磁干擾，電磁易損性，電磁脈沖，電子防護、靜電放電、電磁輻射對人員、軍械和易揮發(fā)性物質如燃油的危害。E3包括射頻系統(tǒng)、超寬帶設備、高功率微波系統(tǒng)、雷電和沉積靜電（P－static）等輻射源產(chǎn)生的電磁環(huán)境引起的電磁效應［7］。

該定義是對MIL－STD－464A中E3定義的拓展，使得E3研究范圍擴展到了電子防護、高功率微波及超寬帶武器。

1．2 E3工作

E3管理的內容是E3相關工作，E3工作分為兩類，一類是對裝備研制起支撐作用的E3基礎研究工作；另一類是武器裝備論證、研制、生產(chǎn)和使用中涉及到的武器裝備全壽命期E3工作，具體如圖1所示。

1．2．1 電磁環(huán)境效應基礎研究

從圖1可以看出，為確保武器裝備研制生產(chǎn)過程中全面控制電磁環(huán)境效應，美軍開展了一系列的基礎研究工作來支持和保證。這些基礎研究工作包括EME基礎研究、系統(tǒng)E3要求的論證及設計技術、EMC預測分析及數(shù)據(jù)庫構建、E3評估、E3試驗與評價以及EME、E3標準的制修訂等。電磁環(huán)境效應基礎研究工作做的越好，電磁環(huán)境工程技術基礎平臺和管理水平就越高，其保障和監(jiān)督作用就越大。

圖1 E3工作

1．2．2 武器裝備全壽命期電磁環(huán)境效應工作

武器裝備全壽命期電磁環(huán)境效應工作包括確定電磁環(huán)境及電磁環(huán)境效應要求、進行控制E3的設計、EMC預測分析及E3評估、開展E3試驗與評價等方面的內容。這些工作正常開展離不開電磁環(huán)境效應基礎研究工作成果的支撐，如EME數(shù)據(jù)庫及E3標準是武器裝備E3要求論證的依據(jù)，EMC預測分析及E3評估軟件為E3頂層要求的向下分配、EMC預測及E3評估提供了手段；E3試驗與評價為識別E3設計風險、驗證E3控制水平提供了方法基礎。

2 美軍電磁環(huán)境效應管理

電磁環(huán)境效應管理是指為達到有效地控制電磁環(huán)境效應的目的，對電磁環(huán)境效應基礎研究工作和武器裝備系統(tǒng)工程中的電磁環(huán)境效應工作進行有效的組織、計劃、監(jiān)督和控制的管理活動。電磁環(huán)境效應管理體制是一個由多個層次、多種機構組成的綜合系統(tǒng)，主要包括管理政策、管理內容及職責、管理機構、運行機制等。

2．1 電磁環(huán)境效應管理的政策

美軍電磁環(huán)境效應管理實行國防部統(tǒng)一領導和各軍兵種分散實施相結合的管理體制。國防部和各軍兵種的指令、指示明確了電磁環(huán)境效應管理的政策、職責。

國防部指令DoDD 3222．3《國防部電磁環(huán)境效應綱要》規(guī)定了電磁環(huán)境效應管理的政策和職責。美國各軍兵種依據(jù)DoDD 3222．3，結合本兵種實際，在本兵種范圍內建立了電磁環(huán)境效應管理的政策和職責。國防部和各軍兵種的電磁環(huán)境效應管理政策是一致的。

1）所有電氣與電子系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設備和有電引爆裝置的武器，在預期的電磁環(huán)境中相互兼容工作，不會由于E3的影響造成不可忍受的性能降級。

在方案精選和技術開發(fā)階段盡早研究E3控制要求，在里程碑C之前全部確定，在整個采辦階段進行驗證。相關文件如能力研制文件（CDD）、能力生產(chǎn)文件（CPD）、設備說明書、信息保障計劃（ISP）、試驗與評價總計劃（TEMP）中明確E3控制和驗證要求。

需要驗證國防部武器、控制、通信、情報、預警、偵查和信息系統(tǒng)在預期工作電磁環(huán)境中的使用效能和生存性。在進入系統(tǒng)驗證和生產(chǎn)與部署階段之前需要確定和評估E3問題，并在關鍵設計審查中評審。試驗與評價總計劃應包括關鍵的使用問題，需要驗證系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設備的E3得到有效控制。在信息保障計劃中需要說明系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設備的電磁兼容。

在部隊訓練、作戰(zhàn)和其他活動中應減輕HERO，HERP，HERF。

2）編制軍隊E3規(guī)范、標準和手冊，強調接口和驗證要求，確定使用性能，明確研制和使用試驗方法；

3）研制EMC分析工具和數(shù)據(jù)庫、E3評估工具，以預測、防止和改正E3缺陷。

4）國防部有軍用系統(tǒng)在使用電磁環(huán)境中的E3試驗能力。

此外，該指令將電磁環(huán)境效應管理在職責在國防部范圍內進行了分配。

2．2 電磁環(huán)境效應基礎研究管理

2．2．1 電磁環(huán)境效應基礎研究管理的內容

電磁環(huán)境效應基礎研究管理的內容包括EME基礎工作（EME測量、采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應用及分析技術）、系統(tǒng)E3要求論證及設計技術、EMC預測分析及E3評估技術、E3試驗與評價、EME和E3相關標準的制定等。

2．2．2 E3基礎研究管理機構

聯(lián)合頻譜中心（JSC）負責國防部E3的基礎研究和管理。在E3基礎研究方面，JSC設計、開發(fā)并維護著電磁環(huán)境及E3相關的評估工具和數(shù)據(jù)庫。目前，美軍使用的EMC分析軟件及數(shù)據(jù)庫、E3評估工具、EME數(shù)據(jù)庫及預測分析、E3試驗與評價等幾乎都由JSC開發(fā)，JSC開發(fā)并維護著200多種分析工具及數(shù)據(jù)庫；同時，JSC還編制EME和E3標準、指南等，所有這些基礎研究工作有力地支撐了武器裝備全壽命期的E3工作；在E3管理方面，各軍兵種部采集的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)、用頻武器裝備電磁頻譜特性參數(shù)等都要按照JSC要求的格式上報；JSC的專家為各軍兵種提供解決的E3問題的服務；自1993年開始，JSC主辦年度E3項目審查會議，就E3相關項目進行審查以及新技術、新標準培訓等。

各軍兵種都設立的E3基礎研究和管理機構。陸軍通信電子司令部（CECOM）下屬的研究研制和工程中心（RDEC）空間和陸地通信處（S＆TCD）［2］；海軍航空兵、海軍陸戰(zhàn)隊、空軍等也都設立了E3的研究和管理機構。

2．3 美軍武器裝備全壽命期E3管理

2．3．1 美軍武器裝備E3管理的內容

對具體的E3工程項目而言，E3管理內容就是美軍標MIL－STD－464C－2010《系統(tǒng)E3要求》規(guī)定的15個方面的要求，即：安全裕度，系統(tǒng)內電磁兼容性，外部射頻電磁環(huán)境，高功率微波系統(tǒng)，雷電，電磁脈沖，分系統(tǒng)和設備電磁干擾，靜電荷控制，電磁輻射的危害，全壽命期E3加固，電搭接，外部接地，TEMPEST，系統(tǒng)間電磁兼容性，電磁頻譜兼容性管理。

2．3．2 美軍武器裝備E3管理機制

1）采用綜合產(chǎn)品小組（IPT）管理模式

美軍E3項目的管理采用產(chǎn)品綜合小組的管理模式。項目辦公室針對每一個項目建立一個E3工作級產(chǎn)品綜合組（WIPT），協(xié)助項目主任確保正在研制的平臺、系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設備能與自身的EME和外部的EME在電磁方面兼容，監(jiān)控與項目有關的E3工作，在確定和實施E3問題解決方案方面提供協(xié)助，建立高層次協(xié)調渠道，E3 WIPT起到了作為E3問題審查、咨詢和技術顧問的重要作用［8］。

2）采用技術審查（IPT）管理機制

在項目的系統(tǒng)工程中設置關鍵點，并在該點檢查E3相關信息，作出相應決策，以降低項目風險。MILHDBK－237D詳細規(guī)定了在系統(tǒng)工程技術審查的各個階段的審查目的、審查內容和推薦的E3和SS措施。圖2給出了E3的系統(tǒng)工程階段技術審查節(jié)點設置及審查項目。

3）E3試驗與評價管理

圖2 E3系統(tǒng)工程審查項目

E3試驗分為研制試驗與評價（DT＆E）、使用試驗與評價（OT＆E）。美軍極其重視試驗與評價工作，國防部和各軍兵種部都設立的DT＆E，OT＆E的管理機構，建設了E3試驗設施。利用E3試驗確定E3性能水平，幫助發(fā)現(xiàn)和修正E3缺陷，為權衡分析，降低風險和細化要求提供支持。

3 美軍E3管理的特點

3．1 注重E3基礎研究

美軍對E3相關基礎研究在國防部范圍內進行了分工，在最初的國防部電磁兼容性程序DoDD 3222．3中明確：美國海軍負責研究制定EMC的標準和規(guī)范；美國陸軍部負責電磁兼容性測試方法和測試設備研制；美國空軍部負責電磁兼容性預測分析和數(shù)據(jù)庫研制。后來，隨著美軍對E3認識的不斷提高，以國防部電磁兼容性分析中心為主體組建了美軍聯(lián)合頻譜中心，將國防部電磁兼容性程序拓展為國防部E3綱要，對E3相關基礎研究工作在國防部范圍內進行了分配，規(guī)定了每項工作的責任人。目前，美軍在基礎研究方面取得了很多成果，并將這些研究成果固化為技術支撐手段，為E3相關工作服務，大大提高了美軍控制E3的設計水平很高。

3．2 重視E3試驗與評價

試驗與評價的作用是確定性能水平，幫助研制者糾正缺陷，同時也是決策過程的一個重要環(huán)節(jié)，為權衡分析、降低風險和細化要求提供支持性信息。美軍利用研制試驗與評價驗證是否已經(jīng)滿足技術性能規(guī)范，利用使用試驗與評價確保武器裝備在真實的環(huán)境下滿足用戶要求。美軍對試驗與評價工作極為重視，并將其作為武器裝備采辦過程中的一個必不可少的組成部分，為各階段里程碑決策提供重要技術支持。

3．3 對研制項目E3的全壽命期管理

美軍對項目E3進行全壽命期管理，從電磁環(huán)境論證、E3要求的提出、E3要求細化為設備規(guī)范、到預測分析和試驗分析E3要求的滿足程度，以及定型試驗考核實施全壽命期管理，切實做好了武器裝備的優(yōu)生優(yōu)育工作。

［1］ DoDD 3222．3，DoD electromagnetic environmental effects（E3）program［S］．2004．

［2］ ADA270441，Army Acquisition Executive Policy Memorandum 91－3，Army Electromagnetic Environmental Effects Program Implementation［S］．2004．

［3］ OPNAVINST 2400．20F N－2007，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2007．

［4］ NAVAIRIST 2400．1 AIR－4．1．13－2009，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2009．

［5］ MIL－HDBK－237D，Electromagnetic environmental effects and spectrum supportability guidance for the acquisition process［S］．2005．

［6］ MIL－STD－461F，Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment［S］．2007．

［7］ MIL－STD－464C，Electromagnetic environmental effects requirements for systems［S］．2010．

［8］ DoDD 5000．1，The defense acquisition system［S］．2003．

TP393．08

A

1008－1542（2011）07－0132－04

2011－06－20；責任編輯：馮 民

盧西義（1972－），男，山東日照人，工程師，主要從事電磁環(huán)境效應、電磁頻譜管理方面的研究。