軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁環(huán)境研究與防護(hù)技術(shù)探討

【摘 要】進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷提高，軍用機(jī)械電子設(shè)備也得到了很大的發(fā)展空間。本課題首先對軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁環(huán)境進(jìn)行了研究，進(jìn)而對軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】軍用機(jī)械電子設(shè)備 電磁環(huán)境 防護(hù)技術(shù)

一、引言

目前，我國軍用機(jī)械主要的發(fā)展方向是機(jī)電一體化，在實現(xiàn)機(jī)電一體化之前，軍用機(jī)械和微電子技術(shù)有著尤為密切的聯(lián)系。而實現(xiàn)機(jī)電一體化能夠在很大程度上提高軍用機(jī)械電子設(shè)備的工作效能，達(dá)到現(xiàn)代軍事設(shè)備自動化與智能化的要求與目標(biāo)。然而，現(xiàn)如今軍用機(jī)械在現(xiàn)代作戰(zhàn)中所營造的電磁環(huán)境存在極大的困難性與復(fù)雜性。簡而言之，便是實現(xiàn)軍用機(jī)械一體化讓軍用機(jī)械面臨著很多問題與麻煩[1]。鑒于此，本課題對“軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁環(huán)境與防護(hù)技術(shù)”進(jìn)行探討與研究具有尤為深遠(yuǎn)的重要意義。

二、軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁環(huán)境研究

在軍事領(lǐng)域里，軍用機(jī)械電子設(shè)備的作戰(zhàn)效益、安全性以及可靠性都顯得尤為重要，而電磁環(huán)境則能夠?qū)σ陨戏矫娈a(chǎn)生重要的影響。由電磁波的產(chǎn)生機(jī)理的異同將普遍的電磁環(huán)境歸納為人工電磁環(huán)境與自然電磁環(huán)境。無論是在人工電磁環(huán)境下還是在自然電磁環(huán)境下，電磁波都會對軍用電子設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生損害。下面就人工電磁環(huán)境與自然電磁環(huán)境以及緊密相連的損害進(jìn)行研究。

（一）人工電磁環(huán)境研究。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展之下，人工電磁環(huán)境所干擾的范圍呈現(xiàn)了尤為復(fù)雜的特性。下面就“核電磁脈沖輻射”和“無線電發(fā)射設(shè)備”兩大人工電磁環(huán)境進(jìn)行研究。（1）核電磁脈沖輻射：如若發(fā)生核爆炸則會產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的電磁脈沖，并且擴(kuò)散范圍尤為地廣闊。在有核電磁脈沖輻射環(huán)境下，機(jī)械設(shè)備中的電子設(shè)備在運作時會對核電磁表現(xiàn)的十分敏銳。有研究實驗表明，如果在過強(qiáng)的電磁脈沖輻射條件下，加上核爆炸發(fā)生，高強(qiáng)度的電磁脈沖會對電子設(shè)備造成干擾，進(jìn)而造成系統(tǒng)癱瘓的嚴(yán)重現(xiàn)象[2]。（2）無線電發(fā)射設(shè)備：很多重要環(huán)節(jié)都是依靠發(fā)射強(qiáng)烈的電磁波來完成工作程序的，例如：無線通信和廣播、中繼通信、短波通信和廣播以及遠(yuǎn)程導(dǎo)航儀等。大功率的電磁波作為傳送信息的重要載體，在很大程度上對各類電子設(shè)備造成了嚴(yán)重的干預(yù)。造成電磁環(huán)境污染的主要是通過移動通訊發(fā)射機(jī)輻射出來的電磁波，電磁波對環(huán)境造成極大的污染也是近年來人工電磁環(huán)境研究者重點探究的內(nèi)容，希望在完善軍用機(jī)械電子設(shè)備的同時，也能對環(huán)境起到保護(hù)作用。

（二）自然電磁環(huán)境研究。主要的自然電磁環(huán)境有靜電放電、雷電放電和宇宙噪聲三大類。1、靜電放電：帶電體主要是累積而形成的，主要累積的對象有：汽車、飛機(jī)、家電設(shè)備以及人體本身等。靜電干擾一旦引發(fā)火宅后果將不堪設(shè)想。靜電狀況普遍存在機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，半導(dǎo)體材料也及其容易受到靜電作用而產(chǎn)生放電的現(xiàn)象，放電現(xiàn)象的出現(xiàn)將使半導(dǎo)體材料遭受嚴(yán)重?fù)p害。2、雷電放電：雷電放電的破壞力極大，特別是對軍用機(jī)械電子設(shè)備造成的危害非常之大。其原因是機(jī)械電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)所造成的，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化的特點，導(dǎo)致電子設(shè)備超過電壓，致使電流性能降低。另外，也可能是源于信號傳輸所造成的，信號發(fā)射路勁過多，軍用機(jī)械電子設(shè)備極易受到雷電波的損害[3]。例如感應(yīng)雷，感應(yīng)雷對軍用機(jī)械電子設(shè)備能夠造成非常大的損害。3、宇宙噪聲：太陽輻射能夠產(chǎn)生大量的宇宙噪聲。從太陽飛出來的帶電粒子所產(chǎn)生的輻射能夠讓地球的磁場產(chǎn)生巨大的變化，進(jìn)而對地球產(chǎn)生尤為顯著的影響。如果發(fā)生此類狀況，將會對無線電通訊造成停電、斷電的現(xiàn)象。

三、軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁防護(hù)技術(shù)探討

軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁防護(hù)技術(shù)主要有電磁屏蔽技術(shù)和電磁吸波材料技術(shù)，下面就這兩種技術(shù)進(jìn)行分析與探討。

（一）電磁屏蔽技術(shù)分析。電磁屏蔽技術(shù)的主要目的是進(jìn)行電磁性隔離，進(jìn)行電磁性隔離的對象是導(dǎo)電體的封閉面內(nèi)外兩側(cè)空間，或是導(dǎo)磁體的封閉面內(nèi)外兩側(cè)空間。電導(dǎo)體的極微量因為采取了屏蔽措施而被抑制，這是由于電磁的能量能夠從其中的一側(cè)空間傳達(dá)到另一側(cè)空間。屏蔽體對電磁場強(qiáng)度的增強(qiáng)或者降落便稱為屏蔽體的屏蔽效果。屏蔽體的屏蔽效果普遍用屏蔽效能來衡量。其表達(dá)式為：SE=20lgA+20lgB+20lgR[4]。其中，A表示吸收損耗，B表示反射損耗，R表示多次反射損耗。電磁波頻率與材料厚度在規(guī)定的范圍內(nèi)，材料導(dǎo)電率會升高，A與B都會增多；讓A增加的同時B減弱的總體效果是先呈現(xiàn)減小趨勢，后呈現(xiàn)增大趨勢。

（二）電磁吸波材料技術(shù)。電磁波吸收降低電磁波的反射能量便可以把射入的電磁波轉(zhuǎn)換成熱能，轉(zhuǎn)換的熱能再將電磁波進(jìn)行吸收。以形式進(jìn)行分類，電磁屏蔽材料可分為兩類，一類是結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料，另一類是涂覆型涂料。因為涂料擁有成本低、工藝簡易的優(yōu)勢，所以被廣泛運用到電磁輻射防護(hù)當(dāng)中。我們知道，組成電磁屏蔽涂料的材料有吸收劑、膠粘劑以及溶劑等。因為吸收劑能夠決定吸波涂料的吸波性能，所以吸收劑在選擇上顯得尤為重要。吸收劑可選擇超微鐵氧體吸收劑、導(dǎo)電炭黑吸收劑以及空心微珠涂層等，這些吸收劑都能展現(xiàn)吸波涂料的優(yōu)質(zhì)性能。另外，由于膠粘劑能夠決定吸波涂料的環(huán)境性能以及力學(xué)性能，所以在選擇上也顯得尤為重要?？紤]到這一因素，研發(fā)出高性能的膠粘劑已成為一項尤為重要的工作，因為它能夠讓波涂料擁有更加廣闊的發(fā)展前景。

四、結(jié)語

本課題對軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁環(huán)境中的人工電磁環(huán)境與自然電磁環(huán)境進(jìn)行了研究，進(jìn)而對軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了探討，例如： 電磁屏蔽技術(shù)、電磁吸波材料技術(shù)等。通過本課題的研究與探討，深刻地認(rèn)識到軍用機(jī)械電子設(shè)備的電磁防護(hù)技術(shù)的完善，對軍事領(lǐng)域的發(fā)展有著尤為重要的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳修學(xué).趙建忠.徐廷學(xué).吳杰.導(dǎo)彈技術(shù)準(zhǔn)備工作中的復(fù)雜電磁環(huán)境[J].地面防空武器，2011，09（17）：13-17.

[2]徐永成.羅日榮.陳循.陶利民.宋昆.復(fù)雜電磁環(huán)境下裝備損傷模式與保障問題研究[J].國防科技，2012，08（16）：56-57.

[3]趙建忠.徐廷學(xué).李海軍.劉強(qiáng)昌.導(dǎo)彈技術(shù)保障中的復(fù)雜電磁環(huán)境及應(yīng)對措施[J].裝備環(huán)境工程，2013，06（13）：45-46.

[4]劉軍.馮廣斌.朱耀忠.復(fù)雜電磁環(huán)境下的武器系統(tǒng)可靠性評估[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，07（11）：13-17.