通信車輛的電磁兼容

1引言
電子設(shè)備的增加使通信車輛內(nèi)的總體布置越來越密集，縱橫交錯的部件、電纜、電臺和其他電子設(shè)備以及外界的電磁干擾，使通信車輛的電磁環(huán)境更加復(fù)雜。研究電磁兼容的主要目的就是要追求各系統(tǒng)的共存和不降級。根據(jù)通信車輛的特點，筆者認為搞清以下幾個方面對提高整車的電磁兼容指標(biāo)有實際的指導(dǎo)意義。
2導(dǎo)線對導(dǎo)線的干擾
導(dǎo)線對導(dǎo)線的干擾是通信方艙中存在最普遍、作用最強烈的干擾，各系統(tǒng)、各組別的電纜捆扎在一起為這種干擾提供了條件。根據(jù)通信車輛的結(jié)構(gòu)特點，分析、研究電磁干擾的機理，應(yīng)用近場理論將電容性(電場)干擾和電感性(磁場)干擾分開來研究會更接近產(chǎn)品的實際。
2.l電容性干擾

兩條并行導(dǎo)線，若導(dǎo)線l為干擾源，電壓為K，導(dǎo)線2為被干擾的電路，則產(chǎn)生于導(dǎo)線2與公共地之間的干擾電壓可表示為:

從公式(l)中可以看出，電容性干擾是客觀存在的，但它可以量化，可以在一定程度上加以控制。

通過以上關(guān)系式看出二干擾情況與頻率、磁通密度、封閉回路所包圍的面積、兩電路之間的互感量成正比。因此，通信車輛完全可以通過控制封閉回路所包圍的面積、兩電路之間的互感量來改善電磁環(huán)境提高整車的電磁兼容性指標(biāo)。
3接地與接地阻抗引起的干擾
屏蔽與接地是抑制干擾的重要手段，在通信車輛中得到了廣泛應(yīng)用。通信車輛中所用電子設(shè)備絕大多數(shù)都是依靠自身的外殼與車體實現(xiàn)屏蔽接地，同時也利用車體與電源負極連接形成回路。由于接地點的不同，設(shè)備與車體之間產(chǎn)生一定的地電流。當(dāng)某一設(shè)備向地回路中注入電流時，該電流會在導(dǎo)體內(nèi)外產(chǎn)生電磁場，并在另一設(shè)備的電路中形成一定的干擾電壓，從而在設(shè)備之間形成傳導(dǎo)電磁干擾。兩個設(shè)備之間通過公共地阻抗藕合引起傳導(dǎo)干擾，不同工作方式的敏感

設(shè)備系統(tǒng)對共地藕合干擾有兩種不同的響應(yīng)形式。
a.女口果信號的傳輸和敏感設(shè)備系統(tǒng)的對地阻抗是對稱的，共地干擾電壓表現(xiàn)為敏感設(shè)備系統(tǒng)輸入端的共模電壓。
敏感設(shè)備系統(tǒng)必須具有較高的共模抑制效果才能不受共地干擾電壓的影響。
b.如果信號的傳輸和敏感設(shè)備系統(tǒng)地對地阻抗是不對稱的，則共地干擾電壓會部分的轉(zhuǎn)化為接收系統(tǒng)輸入端的差模電壓，直接迭加在系統(tǒng)的差模信號上。此時敏感設(shè)備系統(tǒng)必須具有很高的對地阻抗或采用隔離變壓器等技術(shù)才能有效的抑制共地干擾電壓的影響。
計算機不正常復(fù)位或死機一類的故障在原裝備的通信車輛中經(jīng)常發(fā)生，這些故障往往在發(fā)動機啟動、發(fā)電機或大功率負載開啟、電磁鐵或電磁閥動作過程中發(fā)生。由于計算機本身已經(jīng)進行了電磁兼容處理，干擾信號往往不是從電源端進入，而是從地線拾取干擾。用圖l可說明計算機系統(tǒng)受干擾的原理。由于通信車輛的車體和接地搭接存在電阻，計算機系統(tǒng)與大負載之間有明顯的共阻禍合，這是其一;其二是

在電磁兼容研究中，良好接地的目的一方面是盡量降低若干電路共用的接地阻抗所產(chǎn)生的干擾電壓，另一方面是避免產(chǎn)生不必要的接地環(huán)路，以免感應(yīng)外來磁場的干擾或者造成不同接地點而產(chǎn)生干擾電位差。分析證明，工作頻率高于1MHz或?qū)Ь€長度超過工作信號波長的l/20時，必須采用多點接地的方式，才能保證接地的實質(zhì)效果。這使得工作頻率高于1MHz電路的接地點變得講究起來，判斷良好設(shè)計與一般設(shè)計的一個重要區(qū)別點也就體現(xiàn)在對接地點的選擇和確定上。解決工作頻率高于1MHz電路干擾的另一個難點是線路的干擾電容很容易形成接地環(huán)路。在通信車輛中目前工作頻率高于1MHz的電路和系統(tǒng)很多，可以說，凡是應(yīng)用計算機技術(shù)的系統(tǒng)都屬于這一范疇。

最實用的低頻接地方法是綜合串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地的優(yōu)點，使總的接地效果滿足低干擾指標(biāo)并避免過于復(fù)雜的連線要求。綜合的方法是:以能量、功率的大小分類，使不同能量、功率的信號與不同干擾強度的電路的接地點不在同一點。多個低功率或低能量的電路可以共用同一個接地點，而其他較高功率的電路必須使用其他的接地點。
4天線互招效應(yīng)
天線作為通信電子設(shè)備中電磁能量的發(fā)射和接收端口最有可能形成相互的輻射干擾，即天線能量的相互藕合。天線互藕的強弱也就表征了天線相互干擾的強弱。天線的互禍可分為兩類:多個獨立天線之間的互藕;陣列天線系統(tǒng)內(nèi)不同輻射元間的互禍。通信車上不同功能天線之間的互禍問題是屬于獨立天線之間的互禍問題。采取增大天線之間的間距是降低互藕的有效措施。但是，通信車頂?shù)目臻g是有限的，無法使互藕影響降低到允許的范圍之內(nèi)，只有通過合理地設(shè)計天
線布局，使互藕影響減到最小。
天線的互禍效應(yīng)直接影響到天線性能和電參數(shù)的改變，如輻射方向圖失真、主波束方向發(fā)生偏移、信噪比下降、電流分布變化、輸入阻抗和增益發(fā)生變化?？傊炀€互藕效應(yīng)的存在，使天線達不到最佳的設(shè)計效果?？梢姡瑢μ炀€互禍效應(yīng)的研究，也是電磁兼容性的研究重點。
5電磁屏蔽機箱
屏蔽是利用屏蔽體來阻擋或減小電磁能量傳輸?shù)囊环N技術(shù)。理論上封閉的理想金屬體可以接近100%地封閉電磁場，使封閉區(qū)內(nèi)的電磁場不外泄，外部的電磁場不進入。而現(xiàn)實中要做到這一點是很難的。屏蔽與接地的關(guān)系相當(dāng)密切，一般來說，作為屏蔽用的金屬物件都必須接地。

信息泄漏和預(yù)防電磁干擾的重要技術(shù)措施之一，目前為了防止敏感設(shè)備受到干擾和電磁泄漏產(chǎn)生干擾主要采用電磁屏蔽機箱，其設(shè)計顯得尤為重要。而就目前通信車所用機箱現(xiàn)狀看，在電磁屏蔽方面的考慮較少，機箱在人們眼里僅僅是一個罩在設(shè)備外的“盒子”，其外型由設(shè)計者的喜好隨意設(shè)計，且根據(jù)需要在機殼上隨意開孔，造成了不必要的電磁泄霉。
6電磁屏蔽方艙
我國軍用方艙以國外方艙為“藍本”，于上世界80年代初開始研制，80年代中期首次用于某防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。90年代，軍方逐步認識到方艙的使用價值，我國開始自行研制、生產(chǎn)、應(yīng)用電磁屏蔽方艙。近年來，我國在研型號的先進武器裝備，尤其是導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，普遍應(yīng)用較高性能的電磁屏蔽方艙，且技術(shù)指標(biāo)呈不斷上升趨勢。雖然我國電磁屏蔽方艙經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，達到了一定的水平。但是，我國電磁屏蔽方艙在技術(shù)、性能和產(chǎn)品應(yīng)用上，與世界發(fā)達國家還存在著一定的差距。
在國際上，電磁屏蔽方艙在軍、民兩用領(lǐng)域中已進入寬頻帶、高效能、多行業(yè)、通用化、系列化的發(fā)展階段。而我軍武器裝備配套的電磁屏蔽方艙，其屏蔽性能仍屬于中、低檔次;高性能電磁屏蔽方艙在我國服役的裝備中尚未應(yīng)用。
在民用領(lǐng)域中，人們尚未認識到電磁屏蔽方艙的應(yīng)用價值。
隨著通信車所處電磁環(huán)境的不斷惡化，采用高性能的電磁屏蔽方艙已是大勢所趨，因此研制高性能的電磁屏蔽方艙是減少外界電磁干擾的關(guān)鍵所在。
7結(jié)束語
通信車綜合化、系統(tǒng)化、集成化的發(fā)展，系統(tǒng)之間的相互干擾以及外部復(fù)雜電磁環(huán)境的影響，使各系統(tǒng)的性能不能充分發(fā)揮甚至不能正常工作的問題變得十分突出。干擾無法被完全消除，但可減弱，使其不至于影響各個系統(tǒng)的正常使用或不明顯地降低戰(zhàn)技指標(biāo)，此時即可認為相互沒有形成干擾。