解讀國內外電磁輻射對軍械危害相關標準

劉俊偉，湯仕平

（海軍裝備研究院標準規范研究所，上海 200235）

0 引言

電磁輻射對軍械的危害（HERO）就是指由于電磁能量作用于電點火系統（主要包括電點火電路和電爆裝置）引起軍械的意外點火或者性能降低。要適應現代和未來戰爭的需要，軍械系統作為艦船實際戰斗力的最終保證，其防電磁輻射的危害問題顯得尤為重要。由于艦載軍械處于一個相對狹小的環境中，而其他軍種使用的軍械在空間和時間上的靈活度更大，因此艦船上對電磁輻射的控制相對嚴格。從技術角度來說，在艦船上實現電磁輻射對軍械危害控制的難度更大。為了更好的實現這一點，各發達國家都相繼制定了適用于其抗電磁環境危害的國家軍用標準。美國軍用相關標準內容全面、完整，在技術上的發展較為成熟，具有相當程度的先進性和廣泛適用性。我國軍用電磁兼容性標準研究一直是以美國軍用標準為研究和分析對象。通過對國內外各個電磁輻射對軍械危害要求標準的分析，明確各種限值內在的含義，對于電磁輻射對軍械危害的研究具有重要的意義。

1 國外相關標準

1.1 MIL-STD-464A《系統電磁環境效應要求》

該標準中關于電磁輻射對軍械危害的具體內容如下：軍械中的電爆裝置在暴露于表1的外部電磁環境期間不應意外點火，或者在暴露之后不應感到降低性能，不管是電爆裝置的直接射頻感應激勵還是電點火電路的意外啟動。與表1中的受限制和不受限制電平有關的軍械狀態或階段在表2中列出。符合性應通過試驗和分析來驗證。該限值是美軍HERO方面要求的基礎。

1.2 NAVSEA OP 3565 VOLUME 2《電磁輻射危害，第二卷——技術手冊（對軍械的危害）》

該標準是美國海軍HERO方面最重要的標準化文件之一。文件與HERO要求相關部分的內容中將軍械分為4個相關類別：HERO安全軍械、HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械。

這些分類以與MIL-STD-464通過與否的標準一致的敏感程度為基礎。基本不會敏感且不需要任何超過總的HERO需求的電磁環境約束的項目被納入HERO安全軍械；那些容易敏感并且需要適度射頻環境約束的項目被納入HERO易敏感軍械。HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械項目包括那些擁有HERO安全軍械或HERO易敏感軍械分類，但是在裝配、分解或者遭遇其他該軍械未經認可的條件或操作，其性能可能由于暴露于射頻環境中而降低（HERO不可靠），或者其暴露于射頻環境中時可能發生事故性點火或者引爆（HERO 不安全）。文件中給出了HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的最大安全場強，其值如圖1至圖4所示。

表1 464A中規定的HERO的外部電磁環境

表2 軍械狀態和相應的環境

圖1 HERO易敏感軍械通信頻率段限值

圖2 HERO易敏感軍械雷達頻率段限值

圖3 HERO不安全/不可靠軍械通信頻率段限值

圖4 HERO不安全/不可靠軍械雷達頻率段限值

2 國內相關標準

國內標準含有HERO要求的標準主要有3個：GJB1389A-2005《系統電磁兼容性要求》、GJB786-1989《預防電磁場對軍械危害的一般要求》和GJB 1446-42-93《艦船系統界面要求 電磁環境電磁輻射對軍械的危害》。

這三個標準中，GJB1389A-2005《系統電磁兼容性要求》中的要求與MIL-STD-464A《系統電磁環境效應要求》中的完全一致；GJB786-1989《預防電磁場對軍械危害的一般要求》中的要求與美軍MIL-STD-1385B-86《預防電磁輻射對軍械系統危害的一般要求》中的基本一致，而美軍在1997年發行了MIL-STD-464，取代了包括該標準在內的4份標準，而又于2002年發布了目前最新的版本MILSTD-464A，可見，該標準中的相關要求在時效性上已經有所欠缺；GJB 1446-42-93《艦船系統界面要求 電磁環境 電磁輻射對軍械的危害》中關于輻射電磁環境電平的要求和GJB786-1989一致，另外還給出了在艦船軍械工作區內進行軍械維修、組裝、拆卸及電爆裝置作為單獨組件進行試驗時，其安全場強電平和安全平均功率密度的要求，該要求和NAVSEA OP3565卷2中HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的極限值（圖3和圖4）一致。

可以看出，我軍電磁輻射對軍械危害相關標準有很大一部分都是參照美軍相關內容的標準再結合自身發展經驗所制定，在具體限值上，吸取了美軍的大量經驗，但是在時效性和完整性上有所不足。在分析HERO要求時，應以美軍相關標準為主。

3 標準分析

由前文看出，美海軍將其列裝的軍械分為HERO安全軍械、HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械四類，并且分別對這4類軍械給出了3種不同的限值，這種方法是結合其自身技術能力和實踐經驗形成的，具有很強的可操作性。通過分析，掌握美軍4種軍械分類和它們各自不同的軍械電磁輻射危害要求的聯系和區別，對于我們建立和應用軍械電磁輻射危害要求有十分重要的意義。

《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出：“這些分類以與MIL-STD-464通過與否的標準一致的敏感程度為基礎”，基本不會敏感并且不需要任何一般HERO需求以外的電磁環境約束的項目被分類為HERO安全軍械，那些容易敏感并且需要適度射頻環境約束的項目被分類為HERO易敏感軍械。可以看出，HERO安全軍械是指那些滿足MIL-STD-464A中HERO要求的軍械，而HERO易敏感軍械是那些無法完全滿足這個要求的軍械。文件中采用了“適度射頻環境約束”來描述HERO易敏感軍械，是因為對射頻環境限制要求過高的設備通常是不應該成為美軍正式列裝的軍械的。也就是說，美軍列裝的正式軍械中通常只有HERO安全軍械和HERO易敏感軍械兩種，這兩種分類是軍械的常態。

對于后面的兩種軍械來說，《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出，HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械項目可以包括那些擁有HERO安全軍械或HERO易敏感軍械分類，但是在裝配，分解或者遭遇其他的未經認可的條件或操作，其性能可能由于暴露于射頻環境中而降低（HERO不可靠），或者其在暴露于射頻環境中是發生了事故性點火或者引爆（HERO安全）。可以看出，這兩種軍械分類是指由于各種需要而降低了HERO安全軍械或HERO 易敏感軍械的常規HERO性能產生的，根據性能降低后可能產成的后果而進行的分類，是暫態的。另外，由文件中的其他一些內容可以看出，對于沒有經過美軍相關部門測試的軍械（例如聯合作戰時盟軍的軍械等），也當作HERO不安全軍械或HERO不可靠軍械處理。

由上面的分析可以看出，按軍械的易敏感性來看，似乎是應該HERO安全軍械最不易敏感、HERO易敏感軍械次之，而HERO 不安全軍械和HERO 不可靠軍械是最容易受到射頻環境影響的。而實際上如果將代表HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的HERO性能的圖1到圖4與代表HERO安全軍械的HERO性能的表1相比較，可以看出在某些頻率上對HERO 安全軍械的要求反而更為嚴格。

某種軍械是否安全取決于兩個方面，一方面是軍械能承受什么樣的射頻電磁環境，另一方面是軍械所處的射頻電磁環境的惡劣程度。

對于HERO安全軍械來說，其要求為表1，即MIL-STD-464A中關于HERO的外部電磁環境的要求。將該表與MIL-STD-464A中5.3節外部射頻環境要求相比較可以看出，基本上HERO的外部電磁環境是以系統外部電磁環境要求為基礎，在大部分頻段上考慮安全裕度，再加上一點實測結論以后得到的，MIL-HDBK-240中也指出美國海軍把能安全地暴露在MIL-STD-464規定的EME電平中的軍械定為HERO安全軍械。這個要求，是從軍械所處的實際環境的角度來提出的。一旦軍械能滿足這個要求，那么只要其滿足一般HERO要求，那么就可以在美國海軍的系統中安全工作。對于HERO 易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO 不可靠軍械來說，它們是無法完全滿足464A中關于HERO的外部電磁環境要求的，因此，就要在考慮外部環境的同時更多的考慮軍械本身能承受什么樣的射頻電磁環境。而圖1到圖4體現的就是這部分性能。NAVSEA OD 30393《控制電磁輻射對軍械危害的設計準則和實例（HERO設計指導）》中提到，圖1和圖2是基于HERO測試的試驗結果，邊界限值是基于大多數易敏感軍械項目（那些在設計時幾乎沒有考慮HERO問題的軍械）建立的，而圖3和圖4的限值是基于對暴露在電磁環境中的電爆裝置接收特性理論上和經驗上的考慮，這些曲線表示的是海軍軍械處于最差狀態下的情況（電爆裝置的裝配，拆卸和測試階段）。就是說，某個無法滿足464A要求的軍械，如果它能滿足圖1和圖2的要求，那么它就可以作為HERO 易敏感軍械來使用；同樣的，某個軍械，在在裝配，分解或者遭遇其他未經認可的條件或操作，性能降低而無法滿足464A的要求時，如果它能滿足圖3和圖4的要求，那么在這種性能降低情況下它就可以作為HERO 不安全軍械或HERO 不可靠軍械來使用。而正是由于HERO易敏感軍械、HERO 不安全軍械和HERO 不可靠軍械并不一定能滿足464A中所提出的HERO外部電磁環境要求，因此，在使用它們的時候就不能只考慮一般HERO要求，而必須進一步明確其所在位置的場強是否滿足圖1到圖2中對應的要求。

總的來說，HERO安全軍械是指那些基本不會敏感（以MIL-STD-464A相關要求為標準）并且不需要任何超過一般HERO需求的電磁環境約束的軍械，就是說能滿足MIL-STD-464A關于電磁輻射對軍械危害方面要求的軍械。MIL-STD-464A中關于電磁輻射對軍械危害的要求是美軍通過對軍械實際使用的環境進行考察分析總結以后得到，而完全沒有考慮軍械本身的性能。對于HERO安全軍械的劃分，在實際應用中，如果能夠準確的分析出軍械可能處于的最惡劣的電磁環境，并且確認軍械在該環境不降低性能或者不意外點火，那么就可以將其看作HERO安全軍械。

HERO易敏感軍械是指那些容易敏感并且需要適度射頻環境約束的軍械。當某軍械無法滿足HERO安全軍械的要求時，它就是HERO易敏感軍械。由于該類軍械無法完全適用于任意可能的電磁環境，就必須通過安全距離/場強公式并結合圖1和圖2來判斷其所在位置是否安全或者是否需要進行發射控制。在實際運作過程中，圖1和圖2的限值往往并不是必須的，假設某軍械采取了一定的HERO防護措施，雖然沒有達到HERO安全軍械的要求，但是其性能顯然要比極限情況好的多，這時就可以考慮根據其實際情況來判斷其所在位置是否安全；對于另外一些軍械，其工作環境并不會出現全頻率的電磁輻射，這樣的情況下，只需考慮該軍械可能遭受頻段的問題。

所有列裝的軍械，當它們在裝配，分解或者遭遇其他該軍械未經認可的條件或操作時，性能可能由于暴露于射頻環境中而降低，就稱其為HERO不可靠軍械，而暴露于射頻環境中時可能發生事故性點火或者引爆，就稱其為HERO不安全軍械。可以這樣認為，某軍械，在其“組裝/分解”和“加載/卸載”這兩個狀態中，如果能滿足MIL-STD-464A中“受限制”的要求，那么該軍械在該狀態就是HERO安全軍械，反之，就是HERO不安全/不可靠軍械；而某軍械遭遇未經認可的條件或操作時，該軍械在該狀態就應當作為HERO不安全/不可靠軍械來處理。該限值的應用同HERO易敏感軍械是類似的，通過安全距離/場強公式來判斷是否可以在某處進行該類操作或者在進行該類操作時是否需要發射控制。另外，基于常理，對于HERO性能未知的軍械，也應當作為該類軍械處理。

4 結束語

綜上分析，可以清楚的明確各標準中各種限值內在的含義和相互關系，對于我們建立和應用軍械電磁輻射危害要求有十分重要的意義。

[1]MIL-STD-464A, 系統電磁環境效應要求[S].2002:12-13,82-84.

[2]NAVSEA OP 3565 VOLUME 2, 電磁輻射危害，第二卷——技術手冊（對軍械的危害）[S].2001.

[3]GJB1389A-2005,系統電磁兼容性要求 [S].2005.

[4]GJB786-1989, 預防電磁場對軍械危害的一般要求[S].1989.

[5]GJB 1446-42-93, 艦船系統界面要求 電磁環境電磁輻射對軍械的危害[S].1993.

[6]MIL-HDBK-240, 電磁輻射對軍械危害測試指南[S].2002.

[7]NAVSEA OD30393, 控制電磁輻射對軍械危害的設計準則和實例（HERO設計指導）[S].2001.