陳亮

【摘 ?要】為了控制直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備受到的電磁干擾，規(guī)范電子設(shè)備的設(shè)計、試驗技術(shù)和試驗方法，針對直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備飛行過程中產(chǎn)生的電磁干擾問題，介紹了不同電磁干擾方式;分析了直升機(jī)電磁干擾控制技術(shù)和措施?？蔀橄嚓P(guān)工程技術(shù)人員提供有益支持和幫助。

【關(guān)鍵詞】直升機(jī);電磁干擾

1前言

電磁兼容（Electro—Magnetic—Compatibility，EMC）是指設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中互不干擾，能夠正常實現(xiàn)各自功能的狀態(tài)。在信息化戰(zhàn)爭條件下，隨著軍用電子設(shè)備安裝密集度的大幅增加，導(dǎo)致電磁環(huán)境日益復(fù)雜，電磁兼容問題變得異常突出，嚴(yán)重時可能引起設(shè)備功能失常、故障甚至人員傷亡等。當(dāng)前，直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備的電磁兼容性影響問題在使用中已受到高度重視，成為了考核其通用質(zhì)量特性和適應(yīng)性的重要指標(biāo)。

2直升機(jī)電磁干擾方式

直升機(jī)通過各種機(jī)載電子設(shè)備的安裝，實現(xiàn)其不同條件下的作戰(zhàn)能力，滿足作戰(zhàn)使命任務(wù)。隨著當(dāng)前直升機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，各種電子設(shè)備傳感器需要協(xié)同工作實現(xiàn)直升機(jī)預(yù)定作戰(zhàn)能力，在飛行過程中，直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備易受到傳導(dǎo)干擾和輻射干擾影響。

2.1傳導(dǎo)干擾

直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備電路元件的缺陷可能會產(chǎn)生噪聲電壓或噪聲電流，如繼電器的工作觸點、壓力連接、焊接和接插件的連接處都可能出現(xiàn)有害的干擾。電路元件對其它電路或元件產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的方式最常見的是經(jīng)由直接電連接的傳導(dǎo)，如電纜。通常須用電纜傳輸功率和工作信號，進(jìn)而有可能將干擾信號與有用信號一起傳送，特別在長電纜情況下。當(dāng)多個電路共用一個具有較高阻抗的回路時會產(chǎn)生公共阻抗的耦合。在大電流電路中，磁通鏈的耦合是干擾傳遞的一種主要方式，而在高壓電路中，主要是電容耦合。穩(wěn)定的交變電流或瞬態(tài)變化電流所產(chǎn)生的磁場將產(chǎn)生一個正比于磁通變化率的干擾電壓。因此高頻大功率電流（如在直升機(jī)機(jī)載雷達(dá)設(shè)備里的電流和多層線圈中的電流）均為干擾源。同樣，產(chǎn)生高電流變化率的電器件（如開關(guān)）也能產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾脈沖。

2.2輻射干擾

輻射干擾主要是電路元件的缺陷產(chǎn)生的噪聲電壓或噪聲電流等干擾信號通過天線或電纜輻射到敏感器件，例如從偶極子來的輻射干擾，能在二極管、半導(dǎo)體三極管、真空管的柵極和其它一些非線性電路兩端出現(xiàn)偏置。特別易受輻射干擾的非線性電路能在電路中產(chǎn)生干擾頻率與信號頻率之間的合成頻率，同時也能產(chǎn)生干擾信號的諧波頻率。這種電磁干擾能降低或破壞直升機(jī)上電子設(shè)備的工作性能。

3電磁干擾控制措施

3.1電連接

電連接是一種把某些金屬部件機(jī)械地連接起來使其構(gòu)成良好低電阻接觸的方法，良好的電連接須使兩種金屬導(dǎo)體牢固地結(jié)合，對流經(jīng)它的電流呈現(xiàn)一個均勻的電阻;且在連接處不至產(chǎn)生干擾的附加電位梯度。良好的連接與接觸程度的好壞有關(guān)，它是由接觸面積、壓力及被結(jié)合的接觸表面狀態(tài)所決定。連接的幾何尺寸是很重要的參數(shù)，因其影響射頻阻抗，阻抗正比于搭接片的長度，而與接觸截面積成反比。此外，電流傾向于沿著連接處外層流動（集膚效應(yīng)），當(dāng)其頻率增加時，這種效應(yīng)會變得越來越明顯;將導(dǎo)致有效電阻隨頻率增加，且使導(dǎo)體電感略增。工程上，為了使這種影響減小到允許值的范圍，通常搭接片長與寬之比可取5或更小。

3.2屏蔽

屏蔽是另一種減小電磁干擾的有效方法，屏蔽主要靠衰減干擾信號而抑制由干擾源發(fā)出的干擾。由于在輸入與輸出的連接中會出現(xiàn)屏蔽間斷點，因此，在設(shè)計屏蔽時，必須考慮這些間斷點的存在，使其不致顯著地減小整個屏蔽效果。通常，屏蔽是把設(shè)備封閉起來，使得由設(shè)備產(chǎn)生的或與設(shè)備發(fā)生干擾的那些假信號均被全部隔離，一般根據(jù)能獲得給定屏蔽效應(yīng)的最低頻率來決定選用屏蔽材料的類型。高導(dǎo)電材料（如銅、鋁）和高阻抗電路結(jié)合使用，對電場通常有較好的屏蔽效應(yīng);而與低阻抗電路結(jié)合使用時，磁場較難屏蔽。屏蔽的衰減和反射是決定屏蔽效果的兩個主要參數(shù)，當(dāng)用屏蔽來抑制干擾逸出時，則衰減（吸收）損耗是主要，相反當(dāng)在敏感設(shè)備上用屏蔽來防護(hù)外來干擾時，則反射損耗變得更重要。

3.3濾波

濾波器經(jīng)常和屏蔽技術(shù)一起用來衰減從導(dǎo)線屏蔽間斷點進(jìn)入或者發(fā)出的干擾。干擾衰減濾波器對建立兼容性提供了另一種有效方法。當(dāng)利用接地和屏蔽使干擾減小以后，剩余的傳導(dǎo)和輻射干擾可進(jìn)一步采用濾波加以抑制。濾波器是一種能衰減多種頻率的特殊電路或網(wǎng)絡(luò)，所要求的衰減量通常與有害信號或假信號的幅度有關(guān)，也與附近設(shè)備的敏感度或適用的電磁干擾技術(shù)規(guī)范限制有關(guān)。在敏感設(shè)備中要降低假信號的能量一般是較困難的，因為噪聲電位能通過傳導(dǎo)和輻射或二者的組合進(jìn)入到設(shè)備中，為了消除或使干擾信號降到最小程度，或限制所要求的功能信號的帶寬，最好的方法是在電磁干擾源處使用濾波技術(shù)。

3.4導(dǎo)線的處理和走線

合理的走線和電纜布局有助于對干擾的控制。走線包括物理上隔離、電纜的排列和分股包扎等。在分股時把導(dǎo)線和電纜分成彼此可兼容的幾組，每組均為屏蔽。在一股線中成對的相鄰導(dǎo)線由于其電感和電容耦合可引起干擾，采用把兩根發(fā)送或者接收導(dǎo)線扭合起來使干擾顯著下降，這種方法的效果是在兩個扭合線路之間減少了公共電路面積。為了估算電路和分系統(tǒng)之間相互作用的有害性，針對其干擾和敏感度特性，分析系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的走線、并以此來布置連接電纜和走線。在此基礎(chǔ)上，用絞合線、屏蔽、束捆、引入?yún)⒖蓟鶞?zhǔn)和接地等方法消除或減小相互作用的影響。

4結(jié)論

直升機(jī)機(jī)載電子設(shè)備具有安裝密集度高、強(qiáng)弱信號共存、頻譜分布廣等特點，設(shè)計階段采用屏蔽和濾波技術(shù)，同時選擇正確的接地點和接地方式，可以在前期消除電磁兼容性隱患;試驗階段，根據(jù)測試結(jié)果選擇合理的整改措施，可以有效改善電磁兼容性不達(dá)標(biāo)的問題，滿足直升機(jī)試驗考核項目的要求。

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（作者單位：中國飛行試驗研究院）