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軍工電子設備電磁兼容性的試驗標准和達標技術

-2019-10-24-

  近20年來,軍工電子設備對于電磁工作環境的兼容性能日益受到重視。EMC不僅與溫度、濕度、振動等並列成爲考核軍工設備環境適應能力的重要指標,而且對某些軍工電子設備來講,電磁兼容性更是提到了所有各種環境要求中極重要的位置。這是因爲現代軍工裝備的電子化程度大幅度提高後,軍工電子設備的功率譜和頻率譜不斷向高端和低端兩個方向延伸,軍工電子設備在海、陸、空各種平台上的安裝密集度也大幅增加,導致各電子設備相互之間的電磁幹擾(EMI)問題越來越突出。因此,要求軍工電子設備必須具有規定的電磁兼容能力已成爲從事設備設計、生産、使用有關各方的共識。

  为了考核军工电子设备的EMC性能,几乎所有的军工电子设备都要求必须通过军用标准规定的电磁兼容性试验测试。因此,近年来有关軍工電子設備電磁兼容性的試驗標准和達標技術受到了前所未有的关注。

  與其他環境條件的考核要求不同,“電磁兼容性”的檢驗不僅要考核設備對電磁環境的適應能力,還要考核該設備的存在是否會造成不利于容納其他設備正常工作的電磁環境。因此,電磁兼容性試驗是雙向性的試驗,受電磁兼容測試設備(EUT)必須在承受外部電磁幹擾和不對外産生電磁幹擾兩方面同時達標才算合格。又因爲電磁信號能夠通過電路傳導和空間輻射2種途徑産生效應,所以,爲使軍工電子設備能夠在電磁兼容性試驗中達標,必須在設備的電子電氣系統和機械結構系統兩方面協調采取措施。這些因素決定了電磁兼容性試驗相對其他的例行環境試驗來說更爲複雜,達標也更不容易。

  對從事軍工電子設備電磁兼容性設計和試驗的人員來說,除了要掌握與設備有關的專業知識和必不可少的電磁學、電子學、電工學方面的基礎知識以及有關材料科學和結構設計方面的知識外,還必須熟悉有關電磁兼容性試驗的軍用標准,並盡可能詳細地了解各項試驗的物理含義及對試驗測試的要求等方面的內容。

  圍繞GJB151A.97標准¨的主要條文,結合十幾年來對海、陸、空各種安裝平台上的軍工電子設備從事電磁兼容性設計和試驗工作的實踐,針對軍標電磁兼容性試驗的各項主要考核要求,提供一些有利于使試驗項目達標的實用技術和經驗。

  1GJB151A一97標准簡介

  GJB151A.97標准全稱爲“軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求”,是我國爲軍用電子、電氣、機電等設備和分系統的研制和訂購制定的關于設備電磁發射和敏感度特性的軍用標准,規定了軍用設備必須滿足的EMC要求。該標准由國防科學技術工業委員會批准,發布于1997年5月23日,于1997年12月1日起實施。與該標准密切相關並同期發布和實施的另一個標准是GJB152A-97標准[2]“軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量”,規定了GJB151A-97標准中各項試驗指標的測量方法。

  GJB151A-97標准的前身是發布于1986年的GJB151A-86標准,新版標准參照國外軍標(主要是美國軍標MIL)對老標准作了修訂,對一些指標作出了更嚴格的要求。

  根據GJB151A-97標准的規定,軍用電子設備的EMC試驗包括下列19項:

  ·CE10125Hz~10kHz電源線傳導發射

  ·CE10210kHz~10MHz電源線傳導發射

  ·CE10610kHz~40GHz天線端子傳導發射

  ·CE107電源線尖峰信號(時域)傳導發射

  ·CS10125Hz~50kHz電源線傳導敏感度.

  ·CS10315kHz~10GHz天線端子互調傳導敏感度

  ·CS10425Hz~20GHz天線端子無用信號抑制傳導敏感度

  ·CS10525Hz~20GHz天線端子交調傳導敏感度

  ·CS106電源線尖峰信號傳導敏感度

  ·CS10950Hz~100kHz殼體電流傳導敏感度

  ·CS11410kHz~400MHz電纜束注入傳導敏感度

  ·CS115電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度

  ·CS11610kHz~100MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度

  ·REIO125Hz~100kHz磁場輻射發射

  ·RE10210kHz~18GHz電場輻射發射

  ·RE10310kHz~40GHz天線諧波和亂真輸出輻射發射

  ·RSIO125Hz~100kHz磁場輻射敏感度

  ·RS10310kHz40GHz電場輻射敏感度

  ·RS105瞬變電磁場輻射敏感度

  對于各種不同的軍用安裝平台,上述19項EMC試驗並非全部是必做的。所謂的軍用安裝平台分爲水面艦船、潛艇、陸軍飛機(含航線保障設備)、海軍飛機、空軍飛機、空間系統(含運載火箭)、陸軍地面、海軍地面、空軍地面9類。在GJB151A-97標准中,每個試驗項目對每種平台的適用性都作出了規定。

  對于要求進行EMC試驗的軍用電子設備,通常在所有試驗項目中,CE102、CSIO1、CS114、RE102、RS103這5項是極爲主要的必做項目。對裝載于艦船和飛機上的設備,還往往要求做CE101、CS115、CS116、RE101、RS101中的一些項,連同前述的5項,總的必做試驗項目在7項到9項之間。其余項目由訂購單位根據有關規範確定是否需做試驗。