機(jī)動(dòng)型電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

顏世東

（91404部隊(duì)91分隊(duì)，秦皇島 066000）

機(jī)動(dòng)型電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

顏世東

（91404部隊(duì)91分隊(duì)，秦皇島 066000）

電磁兼容測(cè)試是裝備的研制、定型和使用中各個(gè)階段都異常關(guān)注的重點(diǎn)。電磁兼容測(cè)試結(jié)果還是裝備整體設(shè)計(jì)整改和性能評(píng)估不可或缺的數(shù)據(jù)支撐。目前常規(guī)的電磁兼容系統(tǒng)測(cè)試存在重量和體積大、自動(dòng)化差等不足。為有效解決系統(tǒng)性電磁兼容問(wèn)題，本文探討設(shè)計(jì)一種機(jī)動(dòng)型便攜式的電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)。

電磁兼容外場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

由于精密儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)和元器件集成等高新技術(shù)的飛躍式發(fā)展，軍用電子裝備的電磁干擾問(wèn)題對(duì)其可靠性、穩(wěn)定性影響愈加明顯。在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上電磁輻射的武器裝備多、頻譜使用寬、頻率密度大，在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中造成友鄰武器系統(tǒng)間電磁干擾（EMI）的概率不斷增大。當(dāng)兩個(gè)用頻相似的系統(tǒng)或裝備以足夠接近的頻率和間距運(yùn)行時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電磁干擾。其對(duì)武器系統(tǒng)性能和可靠性所造成的惡劣影響將會(huì)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)指揮和武器打擊產(chǎn)生難以估量的影響，例如電磁信息不準(zhǔn)確、無(wú)法探測(cè)敵方目標(biāo)、引信過(guò)早點(diǎn)火、飛機(jī)飛行失控和制導(dǎo)武器失靈等。因此如何靈活、可靠的開(kāi)展裝備電磁兼容測(cè)試是一個(gè)亟待研究的問(wèn)題。

1　系統(tǒng)需求解析與設(shè)計(jì)

以某型設(shè)備為例，項(xiàng)目依據(jù)HJB34A-2007《XX電磁兼容性規(guī)范》、HJB237-2001《XX電磁兼容性試驗(yàn)方法》和GJB1389A-2005《系統(tǒng)電磁兼容性要求》［1］，在其研制調(diào)試、鑒定試驗(yàn)或者服役中的某個(gè)階段，進(jìn)行總體電磁兼容性試驗(yàn)或者檢查，主要包括以下測(cè)試項(xiàng)目：

（1）電磁環(huán)境測(cè)量：磁場(chǎng)、艙室內(nèi)電磁環(huán)境電平、露天區(qū)人員活動(dòng)部位電場(chǎng)、電引爆武器安裝部位電場(chǎng)、燃油作業(yè)區(qū)電場(chǎng)、露天設(shè)備安裝部位電場(chǎng)；

（2）電網(wǎng)傳導(dǎo)發(fā)射：交流電網(wǎng)電壓波形畸變率、直流電網(wǎng)紋波系數(shù)、電網(wǎng)傳導(dǎo)干擾、電網(wǎng)尖峰信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)射；

（3）安裝質(zhì)量：搭接和接地電阻、絕緣電阻、艙室屏蔽效能；

（4）天線特性：接收機(jī)信號(hào)輸入端感應(yīng)電壓、天線間隔離度；

（5）互調(diào)干擾；

（6）發(fā)射控制；

（7）微波漏能；

（8）金屬體感應(yīng)電壓；

（9）發(fā)發(fā)和收發(fā)頻率最小間隔；

（10）綜合干擾。

2　測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建

機(jī)動(dòng)型便攜式電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)主要由控制單元、控制總線及測(cè)量設(shè)備三部分組成，各部分組成框圖如圖1所示，功能及工作原理如下：

整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)基于混合總線設(shè)計(jì)，以LAN總線為主、PXIe總線及USB總線為輔?？刂茊卧窍到y(tǒng)的控制中心，包含嵌入式零槽控制器及測(cè)試軟件。PXIe嵌入式零槽控制器可視為一臺(tái)安裝于PXIe機(jī)箱的計(jì)算機(jī)，測(cè)試軟件運(yùn)行時(shí)，該控制器通過(guò)控制總線對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行程控，完成測(cè)試。

圖1　機(jī)動(dòng)型便攜式電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)組成框圖

3　測(cè)試系統(tǒng)使用方法

為考核某型設(shè)備上各分系統(tǒng)在待機(jī)、工作狀態(tài)以及整體在船載狀態(tài)下的背景電磁環(huán)境，需要根據(jù)不同的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行類別劃分從而區(qū)別測(cè)試。主要分為磁場(chǎng)、區(qū)域電磁環(huán)境、內(nèi)部電磁環(huán)境、露天區(qū)人員活動(dòng)部位場(chǎng)強(qiáng)、武器安裝部位場(chǎng)強(qiáng)、燃油作業(yè)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)、露天設(shè)備安裝部位場(chǎng)強(qiáng)［2］。

3.1磁場(chǎng)測(cè)試

測(cè)試主要用來(lái)考核某型設(shè)備消磁系統(tǒng)、大功率電源、用電設(shè)備及電網(wǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)符合性。使用手持式磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)通信線纜將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行記錄。

3.2區(qū)域電磁環(huán)境測(cè)試

測(cè)試主要用來(lái)掌握某型設(shè)備船載條件下，系泊或航行狀態(tài)中的背景電磁環(huán)境，主要針對(duì)四周無(wú)遮蓋物的露天甲板。

3.3內(nèi)部電磁環(huán)境測(cè)試

測(cè)試主要用來(lái)考核某型設(shè)備艙室內(nèi)電場(chǎng)的符合性。主要選取安裝有敏感度要求的設(shè)備艙室進(jìn)行試驗(yàn)，其測(cè)試機(jī)理及設(shè)備配置與3.2相同。

3.4露天區(qū)人員活動(dòng)部位場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試

在露天區(qū)域，發(fā)射機(jī)工作可能對(duì)人員造成危害，因此測(cè)試主要用來(lái)考核露天區(qū)人員可能遭受電磁輻射危害的活動(dòng)場(chǎng)所的場(chǎng)強(qiáng)符合性。選用場(chǎng)強(qiáng)探頭數(shù)據(jù)采集，測(cè)試軟件通過(guò)程控系統(tǒng)控制場(chǎng)強(qiáng)計(jì)將實(shí)時(shí)接收到的電場(chǎng)幅度數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行記錄。

3.5武器安裝部位場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試

測(cè)試主要用來(lái)考核暴露在電磁環(huán)境中裝有電引爆裝置的軍械安裝部位的場(chǎng)強(qiáng)符合性，適用于設(shè)備上安裝的內(nèi)部裝有電引爆的炸藥、推進(jìn)器和點(diǎn)火元件等的武器系統(tǒng)、安全和應(yīng)急設(shè)備以及其他輔助設(shè)備，其測(cè)試機(jī)理及設(shè)備配置與3.4相同。

3.6燃油作業(yè)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)

測(cè)試主要用來(lái)考核大功率設(shè)備發(fā)射時(shí)燃油相關(guān)的作業(yè)區(qū)附近場(chǎng)強(qiáng)符合性，適用于為燃油作業(yè)設(shè)立的裝卸孔、口以及露天燃油堆放區(qū)域。其測(cè)試機(jī)理及設(shè)備配置與3.4相同。

3.7露天設(shè)備安裝部位場(chǎng)強(qiáng)

測(cè)試主要用來(lái)考核露天區(qū)設(shè)備和敏感設(shè)備安裝部位的場(chǎng)強(qiáng)符合性，適用于在露天區(qū)域放置的設(shè)備和安裝有電場(chǎng)輻射敏感度要求的電子、電氣設(shè)備處。其測(cè)試機(jī)理及設(shè)備配置與3.4相同。

4　結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)，隨著武器裝備作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)模式的日新月異，以及裝備信息化水平的提高，電子裝備將面臨更為復(fù)雜的電磁環(huán)境，電磁兼容問(wèn)題會(huì)日益突出［3］。因此，應(yīng)及早樹(shù)立武器裝備電磁兼容頂層規(guī)劃思想，建立健全的電子裝備電磁兼容測(cè)試與管理機(jī)制，采用科學(xué)、靈活、機(jī)動(dòng)的測(cè)試手段，使武器裝備電磁兼容工作實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理，為提高電子裝備的電磁兼容性水平奠定基礎(chǔ)。

［1］劉易勇，郭恩全等.電磁干擾預(yù)測(cè)試系統(tǒng)研制［J］.測(cè)控技術(shù)，2003.（11）：37-41.

［2］陳淑鳳，馬曉慶等.電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001.

［3］張志新.水面艦艇編隊(duì)電磁兼容頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃探討［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2011（S1）：26-29.

Research on Design Technology of Mobile Electromagnetic Compatibility Testing System

YAN Shidong
（Unit 91404 of PLA，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）

Electromagnetic compatibility testing is the focus of the development，design and use of equipment in various stages of the attention.Electromagnetic compatibility test results or equipment overall design improvement and performance evaluation of the indispensable data support.At present，there are many shortcomings such as weight and volume，poor automation and so on.In order to solve the problem of the system electromagnetic compatibility，this paper discusses the design of a portable electromagnetic compatibility testing system.

electromagnetic compatibility，field test，system design