機載短波電臺干擾火警傳感器電磁兼容研究與干擾抑制

張立堯 肖海軍 吉利 張世海（天津航空機電有限公司，天津 300308）

機載短波電臺干擾火警傳感器電磁兼容研究與干擾抑制

張立堯 肖海軍 吉利 張世海
（天津航空機電有限公司，天津 300308）

針對某型飛機機載短波電臺開機后對火警傳感器存在較大的電磁干擾，而引起火警系統報虛警問題，進行了理論分析并提出了解決方法。首先，對記載短波電臺開機后對火警傳感器的干擾機理進行了分析，確定了干擾來源與傳播路徑；其次，對輻射耦合進行了理論分析；然后，在不更改短波電臺功率等條件下，進行了電磁干擾抑制；最后，對因電磁干擾引起的機上火警控制系統誤報警問題進行了總結，提出了幾方面解決方案。經飛行試驗證明了電磁干擾抑制方法的有效性和可行性。

短波電臺 電磁干擾 火警虛警 電磁兼容

機上防火系統的根本目的是：早期發現和確認火災，及時向飛行員警示發動機艙、貨倉等火災的發生，使飛行員采取有效措施控制并撲滅火災， 減少或避免火災損失， 保證飛行安全。對于防火系統，如何降低其虛警率一直是一個重要的課題。尤其是近年來隨著微電子技術的快速發展，機載電子設備功能的不斷加強，飛機電磁干擾問題凸顯出來，這更加劇了火警傳感器的虛警問題。如某型飛機在地面開啟短波電臺并進行通話后，發動機艙火警燈不規則的點亮和熄滅，經查為火警虛警。火警系統虛警，既增加了飛行員工作量和心理壓力，又可能因關閉發動機等處理措施，導致其他飛行任務無法完成，甚至影響飛行員和飛機的安全。因此，開展抑制短波電臺對火警系統電磁干擾的工作顯得尤為重要。

1 短波電臺電磁干擾途徑分析

某型飛機選用的機載短波電臺，按技術要求進行設計生產，指標達標。在裝機后電臺工作正常，但在短波電臺發話時，存在火警系統燈閃亮的情況。

一般而言，從各種電磁干擾源至敏感設備的通路或媒介，即電磁干擾傳播途徑，有兩種方式：一種是傳導耦合方式；另一種是輻射耦合方式［1］。

通過一系列電磁干擾狀態試驗分析可以得出如下結論：（1）干擾源是短波電臺天線輻射的高頻電磁能量；（2）干擾耦合通道是輻射耦合，即干擾源通過空間傳播影響火警系統；（3）被干擾對象的敏感部件為火警系統的低頻電纜。

2 輻射耦合理論分析

電流元的電磁輻射很富有代表性，它具備的很多特性是任何其它天線所共有的。如圖1所示，電流元的直徑 d遠小于長度 l，而其長度又遠小于波長以及觀察距離。

使用球坐標系，如圖2。利用矢量磁位 A計算其輻射場。那么該線電流 I產生的矢量磁位 A為

圖1 電流元示意圖

圖2 球形坐標系

按照文獻3中短波電臺的各項參數進行計算，短波電臺天線長度為1.1m的垂直天線，到最近的火警傳感器距離 1r m=，短波電臺功率為100W，天線輸入端電流 1.4I A=，飛機蒙皮的長槍衰減修正值 50M dB≈，低頻電纜耦合衰減修正值 20N dB≈ 。則低頻電纜中的等效耦合功率約為 25dBm- 。

3 電磁干擾抑制方法

由于確定干擾源是短波電臺天線輻射的高頻能量，對短波電臺來說是其正常輻射信號，并且短波電臺在降低功率至60W 時 扔報虛警，消除干擾難以從干擾源入手，按照電磁兼容整治措施優選原則出發，應該在干擾敏感部件端降低對干擾的敏感度。對于輻射型電磁干擾，最有效的抑制措施就是屏蔽。具體的干擾抑制思路如下：

3.1 火警傳感器低頻線纜屏蔽處理

某型飛機選用的火警傳感器，其工作原理為：發生火災，傳感器將火警信號轉換為mv級的電壓信號，傳輸給火警控制盒。因火警傳感器為無源器件，故需要對傳感器鏈接線纜進行屏蔽處理。之前選用的線纜即為屏蔽雙絞線，但因傳感器本省感應的電壓信號較小，還是極易輻射進射頻信號。故將整條線纜套防波套。考慮到飛機增重問題和傳感器線纜長度較長，且與短波電臺線纜相鄰處并不多，故決定僅就線纜各對接插頭、火警控制盒插頭等位置的兩端，增加200mm的防波套。

3.2 屏蔽插頭

普通電連接器由于連接界面及尾部均存在較大的泄漏縫隙，影響屏蔽效果，不能滿足防火系統整體電磁兼容性的要求。為了達到較好的屏蔽效果，需要提高電連接器外殼間的導電連續性和增強電連接器外殼的屏蔽效能。故選用屏蔽電連接器是有效的方法。對普通電連接器的外殼孔隙采取有效的彌補措施，以使整個電連接器外殼最大限度地接近屏蔽體，從而達到對輻射型干擾的抑制。因屏蔽電連接器往往在外形和尺寸上與普通連接器相同，可以直接替代普通電連接器。

4 結語

對火警傳感器線路進行如上改進后，短波電臺通話對火警系統無影響，機上電磁兼容性良好。此抑制短波電臺電磁干擾的幾種方法亦可以為其他電子設備電磁干擾抑制提供參考性意見。

［1］趙家升，楊顯清.電磁兼容原理與技術［M］.北京:電子工業出版社，2014.

［2］魏俊淦，田建學，趙波，卞金來.短波電臺干擾無線電高度表電磁兼容研究與整治［J］.儀表技術，2012（6）:45-48.

［3］李淑華，宮波，高偉.某機載短波電臺干擾無線電高度表的行為級仿真及分析［J］.現代電子技術，2010（9）:14-17.

國家自然科學基金資助項目（60774018）。

張立堯（1985—），男，碩士，助理工程師，天津航空機電有限公司，研究方向為飛機防火系統構建。