雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)方法

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雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)方法

丁華 / 中國電子科技集團(tuán)公司第38研究所

摘要通過對GJB 1389A-2005系統(tǒng)電磁兼容性要求的分析并結(jié)合工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出了一套適合該雷達(dá)的系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)方法，明確了具體試驗(yàn)項(xiàng)目并描述了試驗(yàn)方法。試驗(yàn)結(jié)果顯示，通過系統(tǒng)級試驗(yàn)的雷達(dá)工作正常。該方法還可以為類似產(chǎn)品的系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)提供參考。

關(guān)鍵詞雷達(dá)；系統(tǒng)級電磁兼容；試驗(yàn)

0　引言

雷達(dá)電磁兼容性設(shè)計(jì)與試驗(yàn)的最終目的是保證全系統(tǒng)的電磁兼容性。這個(gè)兼容性有兩層含義：一是雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備之間電磁環(huán)境的兼容性；二是雷達(dá)系統(tǒng)與外部電磁環(huán)境的兼容性。雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部集成了大量的電子設(shè)備，設(shè)備的元件多、空間小，相互之間干擾的可能性也大為增加[1]。雷達(dá)系統(tǒng)的電磁兼容性與設(shè)備的安裝位置、電纜的敷設(shè)方法以及內(nèi)部的實(shí)際電磁環(huán)境等因素密切相關(guān)，而這些狀態(tài)在設(shè)備級電磁兼容試驗(yàn)中是無法模擬的。因此，盡管要求關(guān)鍵設(shè)備必須按照國軍標(biāo)GJB 151A-97、GJB 152A-97的要求進(jìn)行設(shè)備級的電磁兼容試驗(yàn)，但雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)仍是必不可少的一項(xiàng)工作。

由于武器裝備平臺的復(fù)雜性，涉及系統(tǒng)電磁兼容性的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)很少，目前國際上也只提出了相關(guān)的接口要求，而沒有具體的測試內(nèi)容和測試方法。我國頒布施行的GJB1389A-2005《系統(tǒng)電磁兼容性要求》主要是參考美軍標(biāo)MIL-STD-464A《系統(tǒng)的電磁環(huán)境效應(yīng)要求》制定的。由于美國的經(jīng)驗(yàn)、方法及電磁環(huán)境并不完全符合我國的實(shí)際情況，這就需要進(jìn)一步研究與分析，結(jié)合雷達(dá)的實(shí)際電磁環(huán)境效應(yīng)，提出適合雷達(dá)使用電磁環(huán)境的系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，為將來雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的建立奠定基礎(chǔ)[2-5]。

1　雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目及方法

對GJB 1389A-2005裁剪后進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)，主要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目包括安全裕度、外部射頻電磁環(huán)境、電源線瞬變、靜電電荷控制和電搭接等，如表1所示。

表1　雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目

1.1系統(tǒng)輻射干擾安全裕度

主要考核雷達(dá)系統(tǒng)的輻射干擾安全裕度是否滿足要求。

試驗(yàn)時(shí)選取EUT左、右側(cè)1 m處兩個(gè)測試位置，測試天線對準(zhǔn)被測設(shè)備中心放置。EUT所有設(shè)備加電正常工作，發(fā)射設(shè)備處于最大發(fā)射功率狀態(tài)，測量10 kHz～18 GHz頻率范圍內(nèi)不同測試位置的實(shí)際電場強(qiáng)度E0，如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)電場強(qiáng)度測試設(shè)備連接

EUT所有設(shè)備加電正常工作，在10 kHz ~ 18 GHz頻率范圍內(nèi)，通過信號發(fā)生器和功率放大器產(chǎn)生干擾電場E1（E1= E0+6 dB），使用重復(fù)頻率1 kHz、占空比50%脈沖信號進(jìn)行脈沖調(diào)制，對各測試點(diǎn)進(jìn)行照射。用場強(qiáng)監(jiān)測儀監(jiān)測場強(qiáng)的大小，如圖2所示。在試驗(yàn)中監(jiān)測系統(tǒng)是否敏感。

圖2　輻射干擾安全裕度測試設(shè)備連接

1.2系統(tǒng)傳導(dǎo)干擾安全裕度

主要考核雷達(dá)系統(tǒng)的傳導(dǎo)干擾安全裕度是否滿足要求。

EUT所有設(shè)備加電正常工作，發(fā)射設(shè)備處于最大發(fā)射功率狀態(tài)，測量10 kHz～400 MHz頻率范圍供電電源線和設(shè)備間互連線纜上的最大實(shí)際傳導(dǎo)發(fā)射電流I0，如圖3所示。

圖3　傳導(dǎo)發(fā)射電流測試設(shè)備連接

EUT所有設(shè)備加電正常工作，在10 kHz ~ 400 MHz頻率范圍內(nèi)，通過信號發(fā)生器和功率放大器產(chǎn)生干擾電流I1= I0+6 dB，使用重復(fù)頻率1kHz、占空比50%脈沖進(jìn)行脈沖調(diào)制，注入到EUT供電電源線，如圖4所示。在試驗(yàn)中監(jiān)測系統(tǒng)是否敏感。

1.3外部射頻電磁環(huán)境

雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)與規(guī)定的外部射頻電磁環(huán)境兼容，以使整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的工作性能滿足要求。試驗(yàn)時(shí)選取EUT左、右側(cè)1 m處兩個(gè)測試位置，測試天線對準(zhǔn)被測設(shè)備中心放置。按照EUT實(shí)際工作狀態(tài)連接所有分系統(tǒng)設(shè)備。EUT所有設(shè)備加電正常工作，在10 kHz ~ 18 GHz頻率范圍內(nèi)，參照GJB 1389A-2005的規(guī)定，通過信號發(fā)生器和功率放大器產(chǎn)生不同強(qiáng)度的干擾電場，使用重復(fù)頻率1 kHz、占空比50%脈沖進(jìn)行脈沖調(diào)制，對各測試點(diǎn)進(jìn)行照射。用場強(qiáng)監(jiān)測儀監(jiān)測場強(qiáng)的大小，如圖5所示。在試驗(yàn)中監(jiān)測設(shè)備是否敏感。試驗(yàn)時(shí)施加的場強(qiáng)大小如表2。

圖4　傳導(dǎo)干擾安全裕度測試設(shè)備連接

表2　系統(tǒng)的外部電磁環(huán)境

圖5　外部射頻電磁環(huán)境測試設(shè)備連接

1.4電源線瞬變

EUT內(nèi)部電源配電柜上有手動操作開關(guān)，可能會產(chǎn)生開關(guān)瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射。電源線瞬變參試設(shè)備連接如圖6所示。

圖6　電源線瞬變測試設(shè)備連接

按照EUT實(shí)際工作狀態(tài)連接所有分系統(tǒng)設(shè)備。系統(tǒng)加電工作，各分系統(tǒng)設(shè)備工作正常后，手動操作電源配電柜開關(guān)通斷，測量電源配電柜輸入電源線上的電壓瞬變。按EUT的各種工作狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，讀取各種工作狀態(tài)的最大值。

持續(xù)時(shí)間小于50 μs的電壓瞬變不應(yīng)超過額定直流電壓的+50%或-150%。

1.5靜電電荷控制

系統(tǒng)應(yīng)控制和消除由沉積靜電效應(yīng)、人員活動等機(jī)理引起的靜電電荷積累，防止人員的電擊危害和防止電子產(chǎn)品的性能降低或損壞。靜電電荷控制試驗(yàn)參照GB/T17626.2-2006第8章“試驗(yàn)程序”的相關(guān)內(nèi)容開展[6]。參試設(shè)備連接方式如圖7所示。

圖7　靜電電荷控制測試設(shè)備連接

按照EUT實(shí)際工作狀態(tài)將所有分系統(tǒng)設(shè)備連接。系統(tǒng)加電工作，選取EUT四個(gè)頂角及前、后、左、右側(cè)的蓋板等測試位置，采用接觸放電的方式，等級8 kV。每點(diǎn)正負(fù)極性放電各10次，每次間隔1 s。用一個(gè)試驗(yàn)電極對各測試位置直接放電，監(jiān)測系統(tǒng)是否敏感。

1.6電搭接

受試設(shè)備斷電，用智能直流低電阻測試儀測量EUT所有受試設(shè)備電纜屏蔽層到設(shè)備殼體之間的搭接電阻。

各電氣設(shè)備殼體到系統(tǒng)地之間的搭接電阻值不大于10 mΩ；電纜屏蔽層到設(shè)備殼體搭接電阻不大于15 mΩ。

2　結(jié)語

為保證雷達(dá)能真正適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)際電磁環(huán)境，對雷達(dá)進(jìn)行系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)。通過系統(tǒng)級試驗(yàn)的某型雷達(dá)在實(shí)際任務(wù)中能夠正常工作，其測試方法可為今后雷達(dá)系統(tǒng)級電磁兼容試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供一定的借鑒作用。但由于各型雷達(dá)的使用目的和實(shí)際電磁環(huán)境各不相同，本文提出的測試方法和指標(biāo)是否適合所有類型的雷達(dá)，還需進(jìn)一步分析論證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李勁松，榮海春.某系留氣球控制機(jī)箱電磁兼容性分析與設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012,12(18):4491-4494.

[2] 中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所.GJB 151A-97 [S].北京：1997.

[3] 中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所.GJB152A-97 [S] .北京：1997..

[4] 中國人民解放軍總裝備部技術(shù)保障中心.GJB 1389A-2005 [S].北京：2005.

[5] 黃大慶,李勃.新型系統(tǒng)級無人機(jī)電磁兼容測試法[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009,37(3):66-68.

[6] 全國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 17626.2-2006 [S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

The radar system-level electromagnetic compatibility test method

Ding Hua

（China Electronics Technology Group Corporation No.38 Research Institute）

Abstract:Through the analysis of the electromagnetic compatibility requirements of the GJB1389A-2005 and combination with the practice of engineering design, a set of the radar system level electromagnetic compatibility test method has been put forward. The specific test items and test methods are described. The results show that the radar system worked in normal operation after the system test. The method also can provide reference for similar products.

Key words:radar; system-level electromagnetic compatibility; test