雷達(dá)系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)

【摘 要】本文主要介紹了電磁兼容的發(fā)展?fàn)顩r及電磁兼容性的基本理論，并結(jié)合雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)際情況，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的電磁兼容進(jìn)行了分析，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)提出了設(shè)計(jì)思路和方法。

【關(guān)鍵詞】電磁兼容性 雷達(dá)系統(tǒng)

1 概述

隨著電子技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速發(fā)展，以及在各軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們漸漸認(rèn)識(shí)到需要對(duì)各種電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行控制，尤其在軍用雷達(dá)等產(chǎn)品上，由于在雷達(dá)車方艙內(nèi)部狹小的空間內(nèi)存在有大量的電子設(shè)備， 各設(shè)備相互間的電磁干擾非常嚴(yán)重， 它已成為雷達(dá)系統(tǒng)正常工作的突出障礙。因此如何在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，減少雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備不受干擾的影響而相互兼容地正常工作，已成為目前雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上迫切需要解決的技術(shù)問題。而電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility簡(jiǎn)稱EMC）正是為解決這類問題而迅速發(fā)展起來(lái)的一門科學(xué)。

電磁兼容性是指設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。電磁兼容性主要包括以下兩個(gè)方面：

設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，可按規(guī)定的安全裕度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的工作性能、且不因電磁干擾而受損或產(chǎn)生不可接受的降級(jí)；

設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常地工作且不會(huì)給環(huán)境（或其它設(shè)備）帶來(lái)不可接受的電磁干擾。

2 雷達(dá)系統(tǒng)的電磁兼容分析

對(duì)于新研制的整機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)， 從開始設(shè)計(jì)就需要明確雷達(dá)的使用環(huán)境以及電磁兼容性指標(biāo)， 這是綜合權(quán)衡電磁兼容性與功能特性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)， 然后在此基礎(chǔ)上同時(shí)確定產(chǎn)品研制的周期和經(jīng)費(fèi)， 以確保雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的電磁兼容性的控制等級(jí)和控制方案。通常是依據(jù)電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 以設(shè)計(jì)為重點(diǎn)， 電磁兼容性試驗(yàn)為保障， 并且在制定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案時(shí)要將系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)工作貫穿到系統(tǒng)研制的全過程中。

首先，雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要充分理解雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部包括的各分系統(tǒng)主要功能及各分系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性， 這樣有利于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其進(jìn)行合理的電磁兼容分析，設(shè)計(jì)師根據(jù)各分系統(tǒng)的主要性能，設(shè)計(jì)每個(gè)組成部分在雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)的安裝的位置以及電纜的走向， 對(duì)于位置可以調(diào)整的模塊， 要充分利用空間進(jìn)行隔離， 使其遠(yuǎn)離干擾源；另外，各個(gè)分系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際的狀態(tài)選用適合的接地方法進(jìn)行接地，盡量防止因?yàn)榈仉娏鞫鸬母蓴_。

其次，分析雷達(dá)系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)之間設(shè)計(jì)的匹配性與合理性， 例如接口設(shè)計(jì)，電纜之間的電磁干擾， 在總體設(shè)計(jì)時(shí)都需要進(jìn)行考慮。

最后，對(duì)干擾信號(hào)的特性進(jìn)行分析， 盡量確定干擾的源頭以及干擾的路徑，再采用相應(yīng)的抑制干擾的措施。

3 雷達(dá)系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)

根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)本身的電磁特性、結(jié)構(gòu)特性、電磁環(huán)境等因素，雷達(dá)系統(tǒng)主要考慮在電源設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等相關(guān)方面進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)。同時(shí)為了防止過高的追求某一方面的電磁兼容性，而損害了整體的電磁兼容性，設(shè)計(jì)時(shí)從雷達(dá)系統(tǒng)總體的角度出發(fā)，進(jìn)行綜合考慮和權(quán)衡，開展系統(tǒng)性電磁兼容性設(shè)計(jì)。有選擇、有重點(diǎn)地采取屏蔽、接地、搭接、濾波、布線等相應(yīng)的多層次綜合性電磁兼容性設(shè)計(jì)措施，達(dá)到電磁兼容指標(biāo)要求。

3.1雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于雷達(dá)車方艙采用車廂屏蔽，這樣有助于其他區(qū)域的設(shè)計(jì)，并對(duì)車內(nèi)各分系統(tǒng)設(shè)備采用機(jī)柜屏蔽、機(jī)箱屏蔽、模塊屏蔽的措施，各車車窗、車廂通風(fēng)口盡量采用金屬絲網(wǎng)的屏蔽方式。

各分系統(tǒng)之間主要是通過機(jī)箱面板安裝的電連接器實(shí)現(xiàn)。由于電連接器的安裝必須在密閉的機(jī)箱上開孔， 由此將可能通過電連接器的安裝縫隙和電連接器自身泄漏電磁能量。所以，在機(jī)箱面板設(shè)計(jì)中主要采用具有濾波功能的電連接器， 電連接器與機(jī)箱面板間加導(dǎo)電橡膠片。該種設(shè)計(jì)方式電磁屏蔽性能較好、占用機(jī)箱空間和重量較小。

3.2雷達(dá)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

雷達(dá)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)主要是對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部電纜的選擇及電纜的布局方式的設(shè)計(jì)。電纜在整個(gè)系統(tǒng)中根據(jù)各分系統(tǒng)功能和需求的不同，使用的種類也有很多，雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)各設(shè)備之間的電源電纜盡量采用總屏蔽的方式；各設(shè)備之間的信號(hào)電纜采用單線屏蔽加線纜總屏蔽的方式，其中每組雙絞線可進(jìn)行單屏蔽。數(shù)字信號(hào)采用差分雙絞線的傳輸方式，所有傳輸線的屏蔽層選取兩端接地的方式互聯(lián)，并且要盡量縮短電纜的長(zhǎng)度。

盡管已經(jīng)對(duì)電纜采取了有效的措施，但不能從根本上解決雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部的電磁兼容問題。還需要將噪聲較大的電纜分離出來(lái)，噪聲較大的導(dǎo)線和連接敏感元件的電纜隔離起來(lái)，把有噪聲的元件回線同敏感元件的回線隔離開來(lái)，并盡量避免彼此平行。這樣才能盡可能的減小電磁能量的泄漏。

3.3雷達(dá)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

雷達(dá)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)主要是對(duì)輸入電源電磁兼容設(shè)計(jì)， 根據(jù)系統(tǒng)電源類型、電源電壓及濾波頻率范圍等參數(shù)選擇適合的電源電磁兼容濾波器。以減少外界因素對(duì)輸入電源造成的干擾。

電源電磁兼容濾波器殼體必須與電子設(shè)備機(jī)殼地接觸良好， 必須使電源濾波器輸入端到電子設(shè)備機(jī)箱面板連接器連線最短， 并且需加裝屏蔽層， 以便減少線纜產(chǎn)生的電磁輻射干擾。

3.4雷達(dá)系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)

在整個(gè)系統(tǒng)中要按照統(tǒng)一接地的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)， 統(tǒng)一設(shè)計(jì)合理采用各種接地方式， 認(rèn)真考慮潛在的環(huán)路和靜電放電路徑， 這樣有利于增加系統(tǒng)的抗干擾性能，系統(tǒng)內(nèi)部一定要進(jìn)行總體網(wǎng)絡(luò)式的設(shè)計(jì)，將電源地與信號(hào)地分開設(shè)計(jì)，盡可能減小接地電阻，靈敏度較高或易受干擾的設(shè)備的接地點(diǎn)要遠(yuǎn)離大功率設(shè)備的接地點(diǎn)，防止地線上的干擾。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文介紹了電磁兼容性設(shè)計(jì)的概念，結(jié)合雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)電磁兼容性進(jìn)行分析，最后提出了雷達(dá)系統(tǒng)在實(shí)際電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí)的一些方法。

電磁兼容性設(shè)計(jì)是現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。產(chǎn)品電磁兼容性能的的高低直接影響了產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中的性能，因此，在以后的工作中必須對(duì)電磁兼容性設(shè)計(jì)投入更多的時(shí)間和精力。

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