雷電電磁脈沖對衛星接收系統的危害及防護

王昭俊

國家新聞出版廣電總局2023臺，海南三亞　571800

雷電電磁脈沖對衛星接收系統的危害及防護

王昭俊

國家新聞出版廣電總局2023臺，海南三亞571800

衛星接收系統是衛星電視信號接收的的保證，在雷雨天氣狀況下，如果衛星接收系統受到雷擊形成雷電電磁脈沖后，會嚴重的危害系統的運行，甚至破壞系統中的電子設備。在本文中，首先介紹了雷電電磁脈沖對衛星接收系統的危害，接著分析了防護危害的措施，以降低雷電電磁脈沖對衛星接收系統的影響，保證衛星接收系統在雷雨天氣下正常的運行。

雷電電磁脈沖；衛星接收系統；危害；防護

在自然界中，雷電脈沖放電過程所具備的能量是非常強大的，雷擊多次進行后，釋放出的能量可達到數百兆焦耳。近年來，衛星接收系統的應用越來越普遍，在系統運行的過程中，雷電災害頻繁的發生，導致系統的運行受到較大的影響，除了直擊危害外，雷電電磁脈沖也會對系統產生非常大的影響，阻礙系統的正常運行。為了解決這一問題，就需要采取相應的防護措施降低雷電電磁脈沖所帶來的危害。

1　雷電電磁脈沖對衛星接收系統的危害

雷電就是閃電，較大的沖擊電流及雷電流變化梯度、較短的時間、較高的沖擊電壓為雷電的主要特點。在雷電電磁脈沖中，包含的過電壓脈沖形式有3種，一是由雷電流所引起的，二是由云地間靜電感應所引起的，三是由回擊通道輻射電磁波感應引起的，這3種過電壓脈沖形式所造成的影響都會很大［1］。雷電電磁脈沖在進行傳輸時，主要有2種途徑：一種是導線傳輸，另一種是輻射傳輸，無論哪種傳輸方式，其所帶來的危害都是比較嚴重的。

衛星接收系統在運行的過程中，如未采取任何的防護措施或者防護不到位時，極易受到雷電的破壞，導致系統的運行受到阻礙，影響衛星信號的正常接收。通常，雷電的破壞效應分為兩種，一種為直接破壞，一種為間接破壞。所謂直接破壞效應，是指雷電直接擊中衛星接收系統后形成的破壞，雷電流熱效應、雷電流沖擊波效應等均為直接破壞效應，而間接破壞效應是雷擊造成的雷電電磁脈沖干擾和損傷衛星接收系統。具體說來，雷電電磁脈沖危害衛星接收系統的形式主要有4種：第一，建筑物防雷裝置接閃時，會形成雷電浪涌，經過傳輸后，傳輸到衛星接收系統中，破壞其中的電子設備；第二，雷電電磁脈沖為靜電高壓時，傳輸沿著導線進行，當衛星接收系統中的電子設備與該導線相連接時，會受到破壞；第三，雷電電磁脈沖傳輸方式為輻射傳輸時，系統中電子設備感應到輻射后，即會受到破壞；第四，外部電磁脈沖沿著傳輸線路傳輸到系統中，會破壞其中的電子設備。上述4種危害方式均會對衛星接收系統中的電子設備產生不同程度的影響，影響比較小時，干擾電子設備的正常運行，但影響比較嚴重時，會永久性的損傷電子設備。

2　降低雷電電磁脈沖對衛星接收系統危害的措施

2.1屏蔽

金屬框架、鋼筋等為建筑物的組成部件，而這些部件形成了外部防雷系統的屏蔽空間，同時也形成了內部的防雷區。雷擊后，這些部件經過引下線，將雷電流由接閃器中引導至接地裝置中，避免了雷擊產生的危害。此外，引下線的作用還可以通過墻體中的屏蔽部件來發揮，提高了雷電磁場的可控制性。除了建筑物自身某些部件的屏蔽作用外，還可以在衛星接收系統中設置相應的屏蔽部件，即空間網格，確定空間網格的尺寸時，以需要達到的屏蔽效果來確定。

2.2浪涌保護器

浪涌保護器就是指濾波元件，線路及電纜進入到衛星接收系統內部的防雷區域后，需要對其進行限制，并控制浪涌保護器，以實現防雷的效果，降低雷電電磁脈沖形成時對系統的影響［2］。安裝保護元件時，最佳的位置為系統內部防雷區域的入口處，如果電纜屏蔽時采取的方式為電磁，那么在某些場合中，內部防雷區的屏蔽體系只需和電纜屏蔽層相連接之后即可，浪涌保護器并不需要在進行額外的設置。

2.3合理布線

在進行衛星接收系統內部防雷區域的施工時，線路及電纜的敷設工作要十分注意，尤其是電力線與數據線之間所形成的感應回路范圍比較大，而且所產生的感應電壓及電流非常高時，更要注意敷設工作。敷設線路及電纜時，要保證布線的合理性，通常會常用并行的方式，并將電力線與數據線之間的距離盡量的縮短，從而有效的減小剩余暫態磁場的感應效應，提高防雷的效果［3］。此外，敷設電纜線和電路的過程中，也可以增加屏蔽線槽，減小感應效應，降低雷電流對衛星接收系統的影響，保證系統的正常運行。

2.4等電位聯結

衛星接收系統中的電子設備在運行的過程中，如果形成暫態電位差，將會導致系統的運行處于危險當中，為了避免這種危險，應在系統內部防雷區域中等電位聯結自然金屬部件，形成網格型網絡，避免暫態電位差的形成，保證系統運行的穩定性。在進行等電位聯結的過程中，網格的平均寬度必須要小于估計的雷電電磁脈沖頻率上限所對應的波長。雷電電磁脈沖如果為幾MHz時，網格型網絡中網格的平均寬度可設置為5m，或者是小于5m。此外，等電位連接網絡還可以連接建筑物的接地裝置，提高防雷的效果，降低雷電電磁脈沖對系統中電子設備的影響。

3　結論

綜上所述，在衛星接收系統運行的過程中，雷電電磁脈沖的產生會對其產生比較大的影響，嚴重時，甚至會永久性的損壞系統的電子設備，為了降低雷電電磁脈沖對衛星接收系統的影響，需要設置相應的防護措施，比如等電位聯結、合理布線、安裝相應的保護器等，提高衛星接收系統的防雷性能，保證衛星接收系統正常的運行。

［1］周闖.雷電電磁脈沖的輻射耦合效應及其防護［J］.科技信息，2013（1）：192-193.

［2］曹帥，曾清平.雷達后門電磁脈沖防護概述［J］.艦船電子對抗，2011，34（6）：27-31.

［3］李祥超，周中山，陳則煌，等.棒形天線耦合雷電電磁波及抑制方法［J］.電波科學學報，2015，30（2）：357-364.

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1674-6708（2016）166-0160-01

王昭俊，國家新聞出版廣電總局2023臺。