戴斌張炫

(西安電子工程研究所 西安 710100)

1 引言

電磁兼容(electromagnetic compatibility，簡(jiǎn)稱EMC)作為上世紀(jì)末、本世紀(jì)初電氣、電子科學(xué)中一門迅速發(fā)展的綜合性前沿學(xué)科，有著極強(qiáng)的理論性以及工程實(shí)踐性。充分了解電磁兼容設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配，直接決定了設(shè)備的電磁兼容性能。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行GJB指定的各項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)仍會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)?？疾霦UT相關(guān)問題的同時(shí)，不可忽視EUT的測(cè)試工裝可能帶來的干擾。工裝的主要作用包括:為EUT提供結(jié)構(gòu)支撐，接近真實(shí)的工作環(huán)境，也方便吊裝和搬運(yùn);提供臨時(shí)的時(shí)序統(tǒng)一起點(diǎn);觀察、記錄EUT工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)等等，其本身不屬于測(cè)試對(duì)象。本文主要總結(jié)某軍品雷達(dá)在RE102(電磁場(chǎng)輻射發(fā)射)試驗(yàn)中針對(duì)超標(biāo)進(jìn)行的分析和整改。

2 試驗(yàn)對(duì)象描述

被測(cè)產(chǎn)品為兩部工作在不同頻率段的地面軍用雷達(dá)，分別安裝在兩個(gè)基本封閉的方型工裝上，工裝內(nèi)放置驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)處理等分系統(tǒng)。工裝一側(cè)開有圓形孔，主要用于內(nèi)外部電纜連接。其他外部設(shè)備:由CAN總線連接的一臺(tái)工控機(jī);為系統(tǒng)提供統(tǒng)一定時(shí)信號(hào)的時(shí)統(tǒng)模塊;直流、交流的配電控制箱。工裝與所有外部設(shè)備均不屬于正式產(chǎn)品。其中一部雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)示意圖如圖1所示。兩部雷達(dá)嚴(yán)格按照電磁兼容性設(shè)計(jì)，并在電裝和鉗裝過程中貫徹了設(shè)計(jì)要求，著重裝配細(xì)節(jié)，滿足電磁兼容性設(shè)計(jì)規(guī)范。

3 試驗(yàn)測(cè)試與整改分析

3.1 整改前試驗(yàn)結(jié)果與分析

如圖2－圖5所示，垂直極化方式是從2MHz到18GHz頻率進(jìn)行接收，水平極化方式是從30MHz到18GHz頻率進(jìn)行接收，縱坐標(biāo)為測(cè)試天線接收到的輻射功率，單位為 dBμV/m。分段直線為滿足RE102指標(biāo)要求的極限值(注:圖2為摸底測(cè)試結(jié)果，指標(biāo)要求參見其它圖中曲線)。由圖上觀察可知，兩條垂直極化測(cè)試曲線在2MHz～500MHz頻段內(nèi)有嚴(yán)重的超標(biāo)，尤其在是20MHz以內(nèi)的中頻部分。此外，雷達(dá)B在200MHz左右有嚴(yán)重的泄漏。而兩條水平極化測(cè)試曲線顯示在50MHz～100MHz有普遍的泄漏，并且在200MHz頻率附近雷達(dá)B也有著比較明顯的輻射泄漏。通過了解EUT的工作原理和信號(hào)流程，200MHz信號(hào)是雷達(dá)工作后輻射泄漏帶來的。

中頻部分的超標(biāo)是泄露、傳導(dǎo)、干擾等原因?qū)е碌摹ａ槍?duì)EUT及其外部設(shè)備觀察與分析可知:首先，供電線路400Hz交流電源及時(shí)統(tǒng)供電的+28V進(jìn)行了濾波。但配電箱中，交流轉(zhuǎn)換成為直流后，沒有濾波就直接注入系統(tǒng)。且配電箱作為一個(gè)半密封的、帶有復(fù)雜電磁場(chǎng)環(huán)境的非被測(cè)設(shè)備，沒有良好的接地和完整的屏蔽，放置于接收天線附近。其次，幾根裸露在外的電纜，僅按測(cè)試輔助級(jí)別制作，沒有經(jīng)過良好的屏蔽處理。連接器尾夾也選用不當(dāng)。這將配電箱、監(jiān)視設(shè)備和時(shí)統(tǒng)上的干擾通過電纜輻射帶入測(cè)試環(huán)境。最后，EUT調(diào)試工裝沒有接地點(diǎn);各蓋板連接面上為絕緣漆;外殼結(jié)構(gòu)不封閉，存在泄漏源。整個(gè)工裝沒有起到屏蔽效果，這導(dǎo)致工裝內(nèi)復(fù)雜電磁環(huán)境所產(chǎn)生的電磁波，通過各個(gè)泄漏口輻射出來，直接影響測(cè)試結(jié)果。

3.2 試驗(yàn)中若干問題的解決

3.2.1 配電箱產(chǎn)生十分嚴(yán)重的高次諧波空間輻射干擾，并且通過電纜的傳導(dǎo)，構(gòu)成強(qiáng)烈的干擾源。增加電源濾波器，最大限度獲得對(duì)電磁噪聲的抑制。三相四線濾波器中的三相的每一相對(duì)中線都是單環(huán)電源濾波器的典型電路。直流濾波器是為了抑制開關(guān)電源對(duì)其直流負(fù)載產(chǎn)生的共模、差模干擾。濾波器的選擇與安裝注意事項(xiàng)請(qǐng)參考文獻(xiàn)［4］。此外，提高配電設(shè)備的屏蔽和接地性能:用銅箔膠帶封閉配電箱的通風(fēng)孔;在機(jī)箱面板接縫處、插座與殼體的接觸面上增加導(dǎo)電密封膠條;補(bǔ)全缺損的螺釘;將配電箱移至天線足夠遠(yuǎn)處，打掉底面絕緣漆，與金屬地板良好接觸。

3.2.2 連接各部分的電纜也存在著電磁干擾，主要是傳導(dǎo)干擾。當(dāng)然，也會(huì)發(fā)射電磁波，存在著輻射干擾，尤其當(dāng)傳輸信號(hào)頻率超過30MHz，輻射干擾就比較明顯。所以裸露在外的電纜需要選用屏蔽層進(jìn)行包裹。制作電纜的屏蔽層要求連續(xù)，沒有截?cái)嗲腋魈幘鶆蚓o密，從而保持屏蔽層的屏蔽阻抗分布均勻。在電纜兩端選用導(dǎo)電尾部附件，屏蔽層與連接器尾夾360°最大接觸，避免阻抗突變帶來反射。

3.2.3 用大小合適的導(dǎo)電布蒙裹配電箱、時(shí)統(tǒng)模塊、工控機(jī)，把外部干擾降到最小。另外，對(duì)雷達(dá)工裝進(jìn)行檢查，首先判斷工裝內(nèi)部的各系統(tǒng)與導(dǎo)電內(nèi)壁是否有良好的接地。其次，檢查雷達(dá)B是否是完整的屏蔽整體。檢查中發(fā)現(xiàn)，密封面上使用的不是導(dǎo)電膠條，降低了整部雷達(dá)的屏蔽效能。因此，選用合適的導(dǎo)電膠條對(duì)原膠條進(jìn)行更換。打掉門板連接處兩端的絕緣漆，蓋好門板后，用銅箔膠帶密封。同樣密封工裝側(cè)面電纜輸入的小孔。最后，使用與整個(gè)殼體導(dǎo)通的導(dǎo)電支撐腿，起到更好的接地作用。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過對(duì)EUT的配套供電設(shè)備、電纜及工裝的分析和整改，試驗(yàn)結(jié)果如圖6至圖9所示，效果顯著，輻射大范圍超標(biāo)的現(xiàn)象得到了抑制。

圖9 雷達(dá)BRE102測(cè)試曲線(水平極化)

4 結(jié)束語

電磁兼容試驗(yàn)中，RE102作為電磁兼容性要求最為苛刻的一項(xiàng)，最能體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)于電磁兼容性的滿足程度。做好現(xiàn)場(chǎng)EUT及其配套設(shè)備的電磁兼容性分析與整改，才能更好的排除外界其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，更有助于我們了解產(chǎn)品，并在以后的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)中少走彎路，從而降低各種科研成本。但值得指出，并非所有被測(cè)設(shè)備經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)整改都能達(dá)到滿意的效果，決定其電磁兼容性能的重中之重，仍然在于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，而現(xiàn)場(chǎng)整改的效果還是極其有限的。

［1］GJB151A－97軍用設(shè)備的電磁敏感度要求［S］.1997.

［2］軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測(cè)量［S］，1997.

［3］區(qū)健昌.電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2004.

［4］戴斌，高劍.某軍品雷達(dá)電磁兼容試驗(yàn)若干問題解決方法［J］，火控雷達(dá)技術(shù)，2008(1):101－103.