水中航行器電磁兼容性應(yīng)用研究

孫曙日+張夢

摘 要：通過對水中航行器電磁兼容性在水中航行器電子產(chǎn)品、檢測設(shè)備、武器系統(tǒng)接口、儲存運(yùn)輸中所帶來的問題進(jìn)行分析，提出解決措施，并建立了計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)仿真模型，提出了電磁兼容性在水中航行器保障維修中的重要性。

關(guān)鍵詞：水中航行器 ?電磁兼容 ?保障維修 ?研究

中圖分類號：TJ630.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0020-01

隨著水中航行器電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，其自導(dǎo)、控制、供電、引信、動力、內(nèi)測、回收等各系統(tǒng)在工作時(shí)要產(chǎn)生一些有用的或無用的電磁能量，這些能量將影響其他設(shè)備的正常工作，從而相互形成電磁干擾。水中航行器電磁兼容性要求任一系統(tǒng)工作不應(yīng)受其它系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾影響而降低工作性能，且本身產(chǎn)生的電磁輻射也不影響其它系統(tǒng)正常工作。

1 水中航行器保障維修電磁兼容性分析

電磁兼容性作為水中航行器電子系統(tǒng)或設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，電子系統(tǒng)必須進(jìn)行嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計(jì)，其影響范圍如圖1所示，它對系統(tǒng)效能有著重大影響。

在水中航行器使用的各階段也必須對其電磁兼容性進(jìn)行全面考慮，水中航行器外殼為金屬，主要航行在水下，此屏蔽為良好的接地，因而可將其視為一個(gè)獨(dú)立的電磁系統(tǒng)。

1.1 水中航行器電磁兼容性分析

水中航行器各系統(tǒng)的電磁干擾具有不同的特點(diǎn)。接地、屏蔽和濾波是電氣和電子電路、設(shè)備（系統(tǒng)）的電磁兼容設(shè)計(jì)三個(gè)最基本的方法。

1.1.1 電磁干擾問題分析

水中航行器自導(dǎo)控制系統(tǒng)的主要干擾源為操舵電機(jī)，操舵電機(jī)每次啟動時(shí)電流波動遠(yuǎn)大于正常工作電流，由于舵機(jī)放大器同發(fā)射機(jī)，其穩(wěn)壓電路是共用一個(gè)發(fā)電整流器的。舵電機(jī)反復(fù)啟動所產(chǎn)生的啟動脈沖可通過共源內(nèi)阻及地線干擾上述其它電路。如果干擾較大就能進(jìn)入自導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)功放電路甚至前級，通過功放進(jìn)入基陣耦合變壓器的發(fā)射繞組，而后耦合至接收機(jī)繞組，從而進(jìn)入接收機(jī)。當(dāng)干擾出現(xiàn)在接收機(jī)的非間隔段，可能會產(chǎn)生假回波，在相關(guān)檢測段（噪聲限制段），從而造成水中航行器自導(dǎo)虛警問題。

1.1.2 電磁干擾問題解決措施

要消除這種干擾脈沖對水中航行器實(shí)航的影響，只有通過降低舵電機(jī)啟動時(shí)形成的干擾脈沖幅值。以此改變磁場分布，抑制到舵機(jī)啟動時(shí)電流波形中的脈沖，降低其電流峰-峰值，從而降低電磁干擾，降低了自導(dǎo)虛警概率。

1.2 專用檢測設(shè)備電磁干擾分析

1.2.1 電磁干擾問題分析

專用檢測設(shè)備電磁干擾大都為自身電磁干擾，檢測設(shè)備本身供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的各種電源信號中，有高頻信號，也有幾十微伏的弱信號，這些信號本身會產(chǎn)生電磁干擾或自身抗電磁干擾能力差。

1.2.2 電磁干擾問題解決措施

提高水中航行器檢測設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，電子設(shè)備若不接地或接地不良測試，它相對于地線必將呈現(xiàn)一定的電位，該電位會在外界干擾磁場的作用下變化，從而導(dǎo)致電路系統(tǒng)的工作的不穩(wěn)定。如某自動檢測臺由于其相關(guān)門（被動）測試不準(zhǔn)確，在查找原因的過程中，發(fā)現(xiàn)主要是其弱信號多為高頻信號，使其分布電容的耦合阻抗也隨之減少，從而易形成與其他接地線間的通路，使共同接地點(diǎn)與各輔助系統(tǒng)接地點(diǎn)之間的接地線形成了公共阻抗，從而產(chǎn)生了共阻抗耦合干擾。為解決此問題，采用多點(diǎn)接地，將所有接地點(diǎn)接在一個(gè)接地導(dǎo)體上面，以形成一個(gè)相同的低阻抗通路。

2 電磁兼容性的計(jì)算機(jī)分析

電子電氣系統(tǒng)（設(shè)備）的抗電磁干擾能力或電磁兼容性，雖然可在系統(tǒng)建立后加以測定，但有一定的“冒險(xiǎn)”成分，因?yàn)橄到y(tǒng)建立后，再解決電磁兼容問題就比較困難，難以對系統(tǒng)修改。

計(jì)算機(jī)對電磁干擾的分析與預(yù)測實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，它針對電磁干擾的三要素：干擾源、傳輸設(shè)備傳輸函數(shù)和接收設(shè)備敏感度，建立起數(shù)學(xué)模型，編制計(jì)算程序，對電子系統(tǒng)的抗電磁干擾能力及電磁兼容性進(jìn)行預(yù)測。

IEMCAP（Intrasystem And Electrom agnetic Compatibility Analysis Program）是分析系統(tǒng)內(nèi)部電磁兼容性的分析程序，可處理上百個(gè)組合分析。運(yùn)算結(jié)果以電壓形式輸入于接收器輸入端，方便比較敏感度閾值。該程序用于估計(jì)系統(tǒng)電磁兼容性的薄弱環(huán)節(jié)、修改規(guī)范極限值、分析設(shè)計(jì)的兼容性、棄權(quán)分析等。

3 結(jié)語

隨著新型號水中航行器的發(fā)展，對使用維修過程中的電磁兼容性要求會越來越高。經(jīng)研究，提出在水中航行器保障維修中的電磁兼容性解決方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 賴祖武.電磁干擾防護(hù)與電磁兼容[M].北京：原子能出版社，1992.

[2] 劉鵬程，邱揚(yáng).電磁兼容原理及技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3] 呂仁清，蔣全興.電磁兼容性結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1989.

摘 要：通過對水中航行器電磁兼容性在水中航行器電子產(chǎn)品、檢測設(shè)備、武器系統(tǒng)接口、儲存運(yùn)輸中所帶來的問題進(jìn)行分析，提出解決措施，并建立了計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)仿真模型，提出了電磁兼容性在水中航行器保障維修中的重要性。

關(guān)鍵詞：水中航行器 ?電磁兼容 ?保障維修 ?研究

中圖分類號：TJ630.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0020-01

隨著水中航行器電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，其自導(dǎo)、控制、供電、引信、動力、內(nèi)測、回收等各系統(tǒng)在工作時(shí)要產(chǎn)生一些有用的或無用的電磁能量，這些能量將影響其他設(shè)備的正常工作，從而相互形成電磁干擾。水中航行器電磁兼容性要求任一系統(tǒng)工作不應(yīng)受其它系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾影響而降低工作性能，且本身產(chǎn)生的電磁輻射也不影響其它系統(tǒng)正常工作。

1 水中航行器保障維修電磁兼容性分析

電磁兼容性作為水中航行器電子系統(tǒng)或設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，電子系統(tǒng)必須進(jìn)行嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計(jì)，其影響范圍如圖1所示，它對系統(tǒng)效能有著重大影響。

在水中航行器使用的各階段也必須對其電磁兼容性進(jìn)行全面考慮，水中航行器外殼為金屬，主要航行在水下，此屏蔽為良好的接地，因而可將其視為一個(gè)獨(dú)立的電磁系統(tǒng)。

1.1 水中航行器電磁兼容性分析

水中航行器各系統(tǒng)的電磁干擾具有不同的特點(diǎn)。接地、屏蔽和濾波是電氣和電子電路、設(shè)備（系統(tǒng)）的電磁兼容設(shè)計(jì)三個(gè)最基本的方法。

1.1.1 電磁干擾問題分析

水中航行器自導(dǎo)控制系統(tǒng)的主要干擾源為操舵電機(jī)，操舵電機(jī)每次啟動時(shí)電流波動遠(yuǎn)大于正常工作電流，由于舵機(jī)放大器同發(fā)射機(jī)，其穩(wěn)壓電路是共用一個(gè)發(fā)電整流器的。舵電機(jī)反復(fù)啟動所產(chǎn)生的啟動脈沖可通過共源內(nèi)阻及地線干擾上述其它電路。如果干擾較大就能進(jìn)入自導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)功放電路甚至前級，通過功放進(jìn)入基陣耦合變壓器的發(fā)射繞組，而后耦合至接收機(jī)繞組，從而進(jìn)入接收機(jī)。當(dāng)干擾出現(xiàn)在接收機(jī)的非間隔段，可能會產(chǎn)生假回波，在相關(guān)檢測段（噪聲限制段），從而造成水中航行器自導(dǎo)虛警問題。

1.1.2 電磁干擾問題解決措施

要消除這種干擾脈沖對水中航行器實(shí)航的影響，只有通過降低舵電機(jī)啟動時(shí)形成的干擾脈沖幅值。以此改變磁場分布，抑制到舵機(jī)啟動時(shí)電流波形中的脈沖，降低其電流峰-峰值，從而降低電磁干擾，降低了自導(dǎo)虛警概率。

1.2 專用檢測設(shè)備電磁干擾分析

1.2.1 電磁干擾問題分析

專用檢測設(shè)備電磁干擾大都為自身電磁干擾，檢測設(shè)備本身供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的各種電源信號中，有高頻信號，也有幾十微伏的弱信號，這些信號本身會產(chǎn)生電磁干擾或自身抗電磁干擾能力差。

1.2.2 電磁干擾問題解決措施

提高水中航行器檢測設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，電子設(shè)備若不接地或接地不良測試，它相對于地線必將呈現(xiàn)一定的電位，該電位會在外界干擾磁場的作用下變化，從而導(dǎo)致電路系統(tǒng)的工作的不穩(wěn)定。如某自動檢測臺由于其相關(guān)門（被動）測試不準(zhǔn)確，在查找原因的過程中，發(fā)現(xiàn)主要是其弱信號多為高頻信號，使其分布電容的耦合阻抗也隨之減少，從而易形成與其他接地線間的通路，使共同接地點(diǎn)與各輔助系統(tǒng)接地點(diǎn)之間的接地線形成了公共阻抗，從而產(chǎn)生了共阻抗耦合干擾。為解決此問題，采用多點(diǎn)接地，將所有接地點(diǎn)接在一個(gè)接地導(dǎo)體上面，以形成一個(gè)相同的低阻抗通路。

2 電磁兼容性的計(jì)算機(jī)分析

電子電氣系統(tǒng)（設(shè)備）的抗電磁干擾能力或電磁兼容性，雖然可在系統(tǒng)建立后加以測定，但有一定的“冒險(xiǎn)”成分，因?yàn)橄到y(tǒng)建立后，再解決電磁兼容問題就比較困難，難以對系統(tǒng)修改。

計(jì)算機(jī)對電磁干擾的分析與預(yù)測實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，它針對電磁干擾的三要素：干擾源、傳輸設(shè)備傳輸函數(shù)和接收設(shè)備敏感度，建立起數(shù)學(xué)模型，編制計(jì)算程序，對電子系統(tǒng)的抗電磁干擾能力及電磁兼容性進(jìn)行預(yù)測。

IEMCAP（Intrasystem And Electrom agnetic Compatibility Analysis Program）是分析系統(tǒng)內(nèi)部電磁兼容性的分析程序，可處理上百個(gè)組合分析。運(yùn)算結(jié)果以電壓形式輸入于接收器輸入端，方便比較敏感度閾值。該程序用于估計(jì)系統(tǒng)電磁兼容性的薄弱環(huán)節(jié)、修改規(guī)范極限值、分析設(shè)計(jì)的兼容性、棄權(quán)分析等。

3 結(jié)語

隨著新型號水中航行器的發(fā)展，對使用維修過程中的電磁兼容性要求會越來越高。經(jīng)研究，提出在水中航行器保障維修中的電磁兼容性解決方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 賴祖武.電磁干擾防護(hù)與電磁兼容[M].北京：原子能出版社，1992.

[2] 劉鵬程，邱揚(yáng).電磁兼容原理及技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3] 呂仁清，蔣全興.電磁兼容性結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1989.

摘 要：通過對水中航行器電磁兼容性在水中航行器電子產(chǎn)品、檢測設(shè)備、武器系統(tǒng)接口、儲存運(yùn)輸中所帶來的問題進(jìn)行分析，提出解決措施，并建立了計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)仿真模型，提出了電磁兼容性在水中航行器保障維修中的重要性。

關(guān)鍵詞：水中航行器 ?電磁兼容 ?保障維修 ?研究

中圖分類號：TJ630.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0020-01

隨著水中航行器電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，其自導(dǎo)、控制、供電、引信、動力、內(nèi)測、回收等各系統(tǒng)在工作時(shí)要產(chǎn)生一些有用的或無用的電磁能量，這些能量將影響其他設(shè)備的正常工作，從而相互形成電磁干擾。水中航行器電磁兼容性要求任一系統(tǒng)工作不應(yīng)受其它系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾影響而降低工作性能，且本身產(chǎn)生的電磁輻射也不影響其它系統(tǒng)正常工作。

1 水中航行器保障維修電磁兼容性分析

電磁兼容性作為水中航行器電子系統(tǒng)或設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，電子系統(tǒng)必須進(jìn)行嚴(yán)格的電磁兼容設(shè)計(jì)，其影響范圍如圖1所示，它對系統(tǒng)效能有著重大影響。

在水中航行器使用的各階段也必須對其電磁兼容性進(jìn)行全面考慮，水中航行器外殼為金屬，主要航行在水下，此屏蔽為良好的接地，因而可將其視為一個(gè)獨(dú)立的電磁系統(tǒng)。

1.1 水中航行器電磁兼容性分析

水中航行器各系統(tǒng)的電磁干擾具有不同的特點(diǎn)。接地、屏蔽和濾波是電氣和電子電路、設(shè)備（系統(tǒng)）的電磁兼容設(shè)計(jì)三個(gè)最基本的方法。

1.1.1 電磁干擾問題分析

水中航行器自導(dǎo)控制系統(tǒng)的主要干擾源為操舵電機(jī)，操舵電機(jī)每次啟動時(shí)電流波動遠(yuǎn)大于正常工作電流，由于舵機(jī)放大器同發(fā)射機(jī)，其穩(wěn)壓電路是共用一個(gè)發(fā)電整流器的。舵電機(jī)反復(fù)啟動所產(chǎn)生的啟動脈沖可通過共源內(nèi)阻及地線干擾上述其它電路。如果干擾較大就能進(jìn)入自導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)功放電路甚至前級，通過功放進(jìn)入基陣耦合變壓器的發(fā)射繞組，而后耦合至接收機(jī)繞組，從而進(jìn)入接收機(jī)。當(dāng)干擾出現(xiàn)在接收機(jī)的非間隔段，可能會產(chǎn)生假回波，在相關(guān)檢測段（噪聲限制段），從而造成水中航行器自導(dǎo)虛警問題。

1.1.2 電磁干擾問題解決措施

要消除這種干擾脈沖對水中航行器實(shí)航的影響，只有通過降低舵電機(jī)啟動時(shí)形成的干擾脈沖幅值。以此改變磁場分布，抑制到舵機(jī)啟動時(shí)電流波形中的脈沖，降低其電流峰-峰值，從而降低電磁干擾，降低了自導(dǎo)虛警概率。

1.2 專用檢測設(shè)備電磁干擾分析

1.2.1 電磁干擾問題分析

專用檢測設(shè)備電磁干擾大都為自身電磁干擾，檢測設(shè)備本身供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的各種電源信號中，有高頻信號，也有幾十微伏的弱信號，這些信號本身會產(chǎn)生電磁干擾或自身抗電磁干擾能力差。

1.2.2 電磁干擾問題解決措施

提高水中航行器檢測設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，電子設(shè)備若不接地或接地不良測試，它相對于地線必將呈現(xiàn)一定的電位，該電位會在外界干擾磁場的作用下變化，從而導(dǎo)致電路系統(tǒng)的工作的不穩(wěn)定。如某自動檢測臺由于其相關(guān)門（被動）測試不準(zhǔn)確，在查找原因的過程中，發(fā)現(xiàn)主要是其弱信號多為高頻信號，使其分布電容的耦合阻抗也隨之減少，從而易形成與其他接地線間的通路，使共同接地點(diǎn)與各輔助系統(tǒng)接地點(diǎn)之間的接地線形成了公共阻抗，從而產(chǎn)生了共阻抗耦合干擾。為解決此問題，采用多點(diǎn)接地，將所有接地點(diǎn)接在一個(gè)接地導(dǎo)體上面，以形成一個(gè)相同的低阻抗通路。

2 電磁兼容性的計(jì)算機(jī)分析

電子電氣系統(tǒng)（設(shè)備）的抗電磁干擾能力或電磁兼容性，雖然可在系統(tǒng)建立后加以測定，但有一定的“冒險(xiǎn)”成分，因?yàn)橄到y(tǒng)建立后，再解決電磁兼容問題就比較困難，難以對系統(tǒng)修改。

計(jì)算機(jī)對電磁干擾的分析與預(yù)測實(shí)際上是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，它針對電磁干擾的三要素：干擾源、傳輸設(shè)備傳輸函數(shù)和接收設(shè)備敏感度，建立起數(shù)學(xué)模型，編制計(jì)算程序，對電子系統(tǒng)的抗電磁干擾能力及電磁兼容性進(jìn)行預(yù)測。

IEMCAP（Intrasystem And Electrom agnetic Compatibility Analysis Program）是分析系統(tǒng)內(nèi)部電磁兼容性的分析程序，可處理上百個(gè)組合分析。運(yùn)算結(jié)果以電壓形式輸入于接收器輸入端，方便比較敏感度閾值。該程序用于估計(jì)系統(tǒng)電磁兼容性的薄弱環(huán)節(jié)、修改規(guī)范極限值、分析設(shè)計(jì)的兼容性、棄權(quán)分析等。

3 結(jié)語

隨著新型號水中航行器的發(fā)展，對使用維修過程中的電磁兼容性要求會越來越高。經(jīng)研究，提出在水中航行器保障維修中的電磁兼容性解決方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 賴祖武.電磁干擾防護(hù)與電磁兼容[M].北京：原子能出版社，1992.

[2] 劉鵬程，邱揚(yáng).電磁兼容原理及技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3] 呂仁清，蔣全興.電磁兼容性結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1989.