艦載光電設備電磁兼容設計

唐惠芳

華中光電技術研究所—武漢光電國家實驗室，湖北武漢 430073

引言

艦載光電設備可晝夜工作、完全被動方式工作隱蔽性好、不受電子干擾、圖像清晰直觀等優點；戰時，在強電子環境條件下，也可用于獨立對海上和空中來襲目標進行搜索、偵察、跟蹤、監視和識別。艦載光電設備越來越得到各國海軍的高度重視，現在各國艦艇上都已加裝各型光電設備。而現代艦艇,尤其是大型艦艇結構復雜,設備眾多,空間狹小,各種干擾問題較為突出。對艦載光電設備來講, 干擾主要是高頻電磁波通過電纜和電子設備相互作用所致。為提高艦載光電設備作戰效能,必須采取正確的方法對艦載光電設備的磁兼容進行控制。

1 艦載光電設備電磁干擾分析

在艦載光電設備中電磁干擾的傳播途徑主要有兩種，一種是干擾源在空間上的輻射耦合，干擾通過電磁波的形式耦合到敏感設備上。為滿足艦載光電設備小型化的要求，結構設計緊湊，使得系統內部各部分之間的間距很小，導致空間輻射的能量大部分傳導給敏感設備。

電磁干擾另外一種傳播途徑就是通過導線的傳導耦合，它可通過電源線、信號線，當金屬導線流過的電流較大時，就可以轉化為輻射耦合，把干擾輻射到距離導線較近的敏感設備上。

2 電磁兼容性設計措施

2.1 結構設計

按數字信號環、開關量、功率環的順序排列，將強弱信號進行分離；

控制機箱采用金屬機箱，其結構設計滿足相關的EMC設計標準；機箱蓋板接縫處加RF襯墊（一般使用導電橡膠和導電膠）；插頭座選用具有良好屏蔽性能的不銹鋼插頭座；

電源模塊結構設計采用金屬外殼屏蔽。

2.2 接地設計

系統采用“三套法”安全接地。

第一套——信號地：包括小信號回路、邏輯電路、控制電路以及接口電路的信號地。

第二套——系統電源地。

第三套——機殼地：包括機座、機箱等金屬結構的外殼及屏蔽電纜的屏蔽層合并在一點接地。

2.3 布線設計

傳輸的信號有視頻信號、數字信號、模擬信號等，其中模擬信號又有強、弱之分。所有干擾線和敏感信號的傳輸線均盡可能采用屏蔽線，以減少電磁泄漏和電磁耦合。電纜均采用雙屏蔽電纜，且根據傳輸信號的頻率分別提供單點和多點接地。

2.4 優選接插件

外部接插件選用不銹鋼材料，該系列接插件具有考慮電磁干擾屏蔽的導電外殼，具有結構先進、使用方便、抗振動、防鹽霧、高可靠的特點。

2.5 電路設計

通過電源濾波器將～220V/50Hz的電源功率傳輸到設備，而大大衰減經電源線傳入的EMI信號，保護設備免受其害。同時，它又抑制設備本身產生的EMI信號，防止它進入電網，危害其他設備。

在電路板級就盡可能進行電磁兼容設計。如印制電路板設計時盡量縮短走線的長度，采取接地柵網、多層板和電源去耦電容等方法降低噪聲。

減小源回路和敏感回路的環路面積，設法使信號線或載流線盡量靠近其回線；盡量把干擾源和敏感線分開敷設，盡量增大它們之間的距離。

3 結語

電磁兼容性是艦載光電設備的主要性能之一，電磁兼容設計是實現艦載光電設備規定功能、使設備效能得以充分發揮的重要保證。在進行設備功能設計的同時，必須進行電磁兼容設計。本文是在電磁兼容理論學習的基礎和實際工程應用中積累的一些經驗,是工程實踐中的經驗總結,實踐證明采用本文提出的電磁兼容性設計措施，有效屏蔽了艦上各種電磁干擾對艦載光電設備的影響，大大提高了艦載光電設備的性能。

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