電磁兼容性質(zhì)量控制與評(píng)估

尹航 藥陵州 王博

摘 要：電磁兼容性質(zhì)量控制與評(píng)估是為了評(píng)價(jià)系統(tǒng)、分系統(tǒng)設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)及措施的合理性;為了檢查電磁兼容性相關(guān)工作的落實(shí)情況并實(shí)時(shí)有效監(jiān)督;為了及時(shí)解決系統(tǒng)研制過程中出現(xiàn)的電磁兼容性問題、達(dá)到其電磁兼容性要求。

關(guān)鍵詞：電磁兼容;質(zhì)量控制與評(píng)估

中圖分類號(hào)：U469.11? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-224-02

Abstract： The quality control and evaluation of electromagnetic compatibility （EMC） is to evaluate the rationality of EMC design and measures for systems and subsystems/equipment; to check the implementation of EMC-related work and monitor it effectively in time; to solve the problems of EMC in the process of system development in time and to meet the require -ments of EMC.

Keywords： electromagnetic compatibility; quality control and evaluation

1 電磁兼容工作與質(zhì)量控制

1.1 電磁兼容性日常存在的質(zhì)量問題

武器裝備的大量電磁兼容性問題不是由設(shè)計(jì)方案、生產(chǎn)要求或測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)引起，而是受許多其他因素影響。若真正實(shí)現(xiàn)預(yù)期的電磁兼容性指標(biāo)，需要引入質(zhì)量控制與評(píng)估的手段。

1.2 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制是通過監(jiān)控質(zhì)量活動(dòng)全過程、消除中間環(huán)節(jié)不符合或潛在故障因素，以滿足預(yù)期質(zhì)量需求、符合使用目的的各種作業(yè)集合。

通過對(duì)質(zhì)量實(shí)施過程的分析、改進(jìn)，用質(zhì)量控制來指導(dǎo)電磁兼容性工作。

2 質(zhì)量控制與評(píng)估

2.1 評(píng)估對(duì)象

武器裝備評(píng)估對(duì)象分為系統(tǒng)和分系統(tǒng)/設(shè)備兩類。

2.1.1 系統(tǒng)評(píng)估對(duì)象

系統(tǒng)評(píng)估對(duì)象包括但不限于：電磁背景環(huán)境、屏蔽效能、耦合強(qiáng)度、諧振特性、布局特性、設(shè)備間干擾強(qiáng)度、天線布局、設(shè)備評(píng)估、線纜評(píng)估、頻率管理。

（1）電磁背景環(huán)境：根據(jù)武器裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)及預(yù)期的使作戰(zhàn)環(huán)境，分析周圍電磁環(huán)境對(duì)裝備性能參數(shù)產(chǎn)生的不利影響。

（2）耦合強(qiáng)度：根據(jù)裝備所處平臺(tái)及系統(tǒng)內(nèi)部各關(guān)鍵設(shè)備的電磁環(huán)境，分析電磁場(chǎng)與線路之間不同組合引起的耦合關(guān)系及不利影響。

（3）設(shè)備間干擾強(qiáng)度：重點(diǎn)關(guān)注敏感性設(shè)備，并評(píng)估敏感閾值風(fēng)險(xiǎn)大小。

（4）屏蔽效能、諧振特性：對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行評(píng)估。

（5）布局特性、天線布局：主要包括發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備空間布局的評(píng)估。

（6）線纜評(píng)估：關(guān)注大功率用電設(shè)備的線纜，評(píng)估其傳導(dǎo)及輻射特性。

（7）設(shè)備評(píng)估：各個(gè)設(shè)備工作時(shí)需保證系統(tǒng)自兼容。

（8）頻率管理：對(duì)設(shè)備占用頻率進(jìn)行合理分配，發(fā)射限值應(yīng)不影響平臺(tái)內(nèi)其他敏感設(shè)備的敏感頻段。

2.1.2 分系統(tǒng)/設(shè)備評(píng)估對(duì)象

分系統(tǒng)/設(shè)備評(píng)估對(duì)象包括：PCB設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)等。

（1）PCB設(shè)計(jì)：電子元件上升沿的選擇、時(shí)鐘和帶寬的選擇、PCB分層、電路功能分區(qū)、阻抗匹配、去耦及旁路、接地、ESD防護(hù)等。

（2）濾波設(shè)計(jì)：電源線、信號(hào)線分別做濾波設(shè)計(jì)、濾波器安裝方式等。

（3）屏蔽設(shè)計(jì)：晶振屏蔽、機(jī)箱屏蔽、顯示屏屏蔽等。

2.2 評(píng)估方法

先整理電磁兼容性要求，再確定各自權(quán)重，最后確定各評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行專家評(píng)分，構(gòu)成完善的評(píng)估體系。

2.2.1 確定權(quán)重值

根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，將分系統(tǒng)/設(shè)備問題分為I類、II類、III類，關(guān)鍵性及權(quán)重值依次遞減。

2.2.2 確定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)平臺(tái)及使用環(huán)境，選擇對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，確定相關(guān)限值，主要包括：

系統(tǒng)允許最大干擾值;使系統(tǒng)失效的電磁干擾值;系統(tǒng)電磁干擾發(fā)射限值;系統(tǒng)安全裕度。

2.2.3 專家打分

針對(duì)結(jié)果，進(jìn)行專家打分。

2.3 四個(gè)評(píng)估階段

2.3.1 方案階段（F）

本階段主要包括以下內(nèi)容：

（1）分析分系統(tǒng)/設(shè)備之間相互干擾，評(píng)估干擾量值及風(fēng)險(xiǎn)。

（2）分析天線布局，評(píng)估方向圖及耦合路徑。

（3）評(píng)估頻率分配、設(shè)備布局、線纜布局的合理性。

（4）分析和評(píng)估電磁環(huán)境、屏蔽效能、電磁諧振特性等是否符合設(shè)計(jì)需求。

（5）對(duì)屏蔽、接地、濾波、發(fā)射功率、諧波抑制、接收靈敏度、等設(shè)計(jì)措施進(jìn)行評(píng)估。

（6）分析PCB的輻射、線路串?dāng)_、高頻信號(hào)完整性等。

2.3.2 初樣階段（C）

本階段主要包括以下內(nèi)容：

（1）評(píng)估前一個(gè)階段的設(shè)計(jì)方案，研究設(shè)計(jì)方案是否合理，關(guān)注評(píng)估結(jié)果是否落實(shí)到初樣設(shè)計(jì)方案中。

（2）通過摸底測(cè)試，驗(yàn)證分系統(tǒng)/設(shè)備初樣階段的設(shè)計(jì)方案，并驗(yàn)證上一階段方案的優(yōu)化效果。

（3）通過關(guān)鍵設(shè)備電磁發(fā)射及敏感性、電磁背景環(huán)境、設(shè)備間干擾強(qiáng)度等對(duì)系統(tǒng)性能的影響因素，對(duì)系統(tǒng)電磁兼容性及系統(tǒng)電磁兼容性風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。

（4）對(duì)改進(jìn)、優(yōu)化后的電磁兼容性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)估。

（5）對(duì)改進(jìn)后的系統(tǒng)電磁干擾預(yù)測(cè)模型進(jìn)行重新分析，通過分析結(jié)果對(duì)修正后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新評(píng)估。

2.3.3 試樣階段（S）

本階段主要包括以下內(nèi)容：

（1）評(píng)估本階段設(shè)計(jì)方案，主要內(nèi)容是確定上一階段的電磁兼容性評(píng)估結(jié)果及舉措是否在本階段設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)，重點(diǎn)考察本階段為了滿足電磁兼容性而采取的工藝控制方法是否合理、在生產(chǎn)加工能力之內(nèi)。

（2）進(jìn)行電磁兼容摸底測(cè)試，驗(yàn)證本階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案是否符合預(yù)期要求。

（3）對(duì)上一階段電磁兼容優(yōu)化措施及效果進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估本階段樣機(jī)電磁兼容性。

（4）通過分析系統(tǒng)內(nèi)各組成單元技術(shù)參數(shù)及工作特性，預(yù)測(cè)各部分電磁兼容性指標(biāo)超差對(duì)系統(tǒng)的影響，結(jié)合本階段樣機(jī)電磁兼容性評(píng)估結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)做重新評(píng)估。

（5）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行摸底測(cè)試，對(duì)照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，對(duì)不滿足項(xiàng)重新設(shè)計(jì)、優(yōu)化。

2.3.4 定型階段（D）

本階段主要包括以下內(nèi)容：

（1）通過本階段分系統(tǒng)/設(shè)備定型（鑒定）試驗(yàn)，檢驗(yàn)前期設(shè)計(jì)優(yōu)化、生產(chǎn)加工等各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)效果，對(duì)分系統(tǒng)/設(shè)備最終電磁兼容性進(jìn)行評(píng)估。

（2）通過本階段系統(tǒng)定型（鑒定）試驗(yàn)，檢驗(yàn)前期設(shè)計(jì)優(yōu)化、生產(chǎn)加工等各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)效果，對(duì)系統(tǒng)最終電磁兼容性進(jìn)行評(píng)估。

3 總結(jié)

武器裝備系統(tǒng)、分系統(tǒng)/設(shè)備電磁兼容性研發(fā)過程中引入質(zhì)量控制與評(píng)估是為了評(píng)價(jià)系統(tǒng)、分系統(tǒng)/設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)及措施的合理性;保障良好的電磁兼容設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的電磁兼容指標(biāo)在產(chǎn)品研制過程中得到實(shí)現(xiàn)，確保電磁兼容性符合預(yù)期設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1] GJB72A-2002，電磁干擾和電磁兼容性術(shù)語(yǔ)[S].國(guó)防科工委，2002.

[2] 航空軍工產(chǎn)品電磁兼容性設(shè)計(jì)與試驗(yàn)基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)， 2013.