基于電磁干擾環境構建問題的思考

常晨

摘 要：隨著電子技術的發展和武器裝備信息化進程的加快，各種民用電子設備和軍用信息化武器大量使用，區域電磁環境變得異常復雜，電磁干擾到處存在，各設備之間的相互影響越來越明顯。為使各種電子系統或設備保持協調有序的工作，必須有效抑制各種有害干擾，提高設備抗干擾能力，形成一個電磁兼容性比較好的區域電磁環境。本文從電磁干擾的危害入手，分析防空反導武器面臨典型電磁干擾環境的構建，并闡述了改善電磁兼容性的基本措施。

關鍵詞：電磁；干擾；構建

前言：隨著信息技術的發展和戰場環境的日益復雜，防空反導武器裝備的建設面臨越來越嚴峻的挑戰。各類新型機載、彈載干擾設備的出現，使得未來的戰場電磁環境呈現干擾樣式多、占用頻譜寬、組合形式豐富、使用模式多變、時空特性變化快等特點，對防空反導武器系統研制及其抗干擾能力提升、作戰效能發揮具有重大影響。因此，必須在防空反導武器裝備研制過程中，加強貼近實戰的電磁干擾環境的構建研究，為其抗干擾設計、抗干擾性能驗證試驗提供基礎支撐。

1 電磁干擾的危害

1.1對電子設備的危害

強烈的電磁干擾可以使電子設備的元器件降低效能或燒毀。一般硅晶體管極間反向擊穿電壓都比較低，而且會隨著溫度的升高而下降，強電磁干擾很容易損壞它們。電磁干擾中的尖峰電壓有可能擊穿晶體管產生短路。晶體管在射頻電磁波的照射下，甚至能吸收足夠的能量使結溫升高，造成二次擊穿而損壞。電磁干擾還可造成電子儀器設備的性能改變和功能失效，特別是精密儀表更容易受損，所以通常要做好電磁屏蔽[1]。

1.2對武器裝備的危害

當強輻射電磁波通過電引信設備的控制線路時，感應耦合形成的干擾電流有可能觸發引信使發射系統點火或起爆裝置爆炸。在軍工裝備的火工品系統工程設計中，會明確規定安全距離和安全系數，以及防靜電場工作車間和防靜電操作的要求，以便控制電磁干擾可能造成的危害。

1.3對燃油的危害

部分燃油在強電磁場作用下有可能出現燃燒和爆炸等危險情況，一般常見的有直接照射引爆和電火花點燃起爆兩種情況。如果在大功率發射天線周圍給飛機加油，那么當油槍嘴從飛機油箱中抽出來的瞬間就有可能引起爆炸。因為油槍、接地電纜和飛機機體構成了一個射頻接收電路，接收到的電磁干擾能量可使油槍和飛機油箱之間產生高達150V的電勢，形成約0.12A的電流，所以油槍嘴離開油箱時會引起電弧放電，產生的電火花會使燃油燃燒起爆。

1.4對戰場電磁環境的污染危害

戰場使用電磁頻譜包含了從聲波到光波的所有頻譜，涉及通信、雷達、導航、敵我識別、預警探測、制導等電磁信號。電子設備和系統由地面不斷升空，逐步向天滲透，使得戰場信號密度、強度、頻譜范圍達到一種全新狀況。而且采用的電子設施中包含有大功率的發射裝置、全向收發天線，這些強輻射源在某一局部范圍內構成重度復雜電磁環境。電磁信號密度越來越大，而且頻帶間隔小，極容易產生不同類型裝備之間的互擾現象，可能使電子偵察失效、通信中斷、雷達致盲、指揮系統和作戰保障系統癱瘓。

2 防空反導武器面臨典型電磁干擾環境的構建

2.1典型電磁干擾場景

空襲作戰中電子對抗雙方可采取的戰術與技術千變萬化，難以一一描述清楚，只能針對特定武器系統的使命和用途，根據目前的分析與想定，提煉出具有代表性的和未來可能面臨的典型干擾場景，作為設計、試驗驗證、考核鑒定的基本依據。

2.2干擾裝備技術參數描述

從干擾裝備類型、干擾參數等方面給出武器裝備面臨的典型干擾裝備技術參數的描述方法，以便作為研究對象和設計依據[2]。

2.3干擾裝備戰術運用模式

2.3.1遠距支援干擾

電子干擾飛機配置在攻擊飛機編隊之外，通常位于戰區防御之外，電子干擾飛機以一定航線在一定區域內盤旋。它所攜帶的干擾設備輻射與防守方電子系統相同頻段的連續波噪聲或脈沖干擾信號，干擾防守方導彈系統和其它電子系統，以保護己方飛機或導彈順利執行任務。遠距支援干擾是編隊外支援干擾戰術的一種，是突防作戰時常用的電子戰戰術之一。

2.3.2遠距通信干擾

戰術運用上與遠距支援干擾相同，僅是干擾頻段針對低頻段的指揮系統進行干擾，一般與遠距支援干擾配合使用。

2.3.3近距支援干擾

專職電子戰飛機作為攻擊機編隊的先導機伴隨編隊一起突防，當飛到目標地空導彈陣地附近上空時，專職干擾飛機脫離編隊，在目標附近上空沿戰場前沿己方一側盤旋飛行，連續施放干擾，以掩護攻擊轟炸機對地面目標的攻擊和返航。近距支援干擾是一種編隊外支援干擾戰術[3]。

2.3.4隨隊干擾

電子干擾飛機在給定的空域內，伴隨攻擊飛機編隊飛行，施放干擾，掩護己方攻擊飛機編隊突防。隨隊支援干擾是一種編隊內支援干擾戰術。

3 改善電磁兼容性的基本措施

3.1頻域上要進行隔離

對于干擾產生源要進行嚴格的隔離，有效抑制輻射源產生的有害雜波和多次諧波，減少干擾信號的產生。其次，對長信號傳輸線輸送的信號進行頻域信號處理，可在信號傳輸中采用擴頻技術、偽隨機碼調制技術等。避開電磁干擾信號的頻域范圍，防止電磁干擾。最后就是對敏感電子設備工作頻域進行隔離保護，使其免受電磁干擾的危害。

3.2空域上可采取屏蔽

從空域上采取電磁防護措施時，對于強輻射源和高靈敏度的接收設備，首先應該從發射機和接收機的天線技術做起，盡量變窄波束寬度，降低副瓣電平。發射機副瓣波束對周圍電磁危害較大，而且往往容易引來反輻射武器的攻擊，所以要盡量抑制天線副瓣，減少電磁危害。偵察裝備接收機副瓣容易引起測向錯誤，造成情報失真，所以要使測向天線主瓣波束寬度盡量的窄，同時降低副瓣電平或采用副瓣對消技術，盡量抑制干擾信號進入接收機[4]。其次就是各種電子設備箱體上的任何小孔、縫隙都能引起電磁波的耦合進入機箱，耦合進來的干擾信號對機箱內的集成電路和一些敏感元器件直接作用很容易產生干擾危害。減小空間輻射耦合的防護主要靠屏蔽的方法，屏蔽可以分為電場屏蔽和磁場屏蔽，一般用金屬銅、鋁等制作屏蔽盒抑制電磁干擾。

3.3時域上得適時回避

當干擾出現的時間與信號出現的時間無確定規律、或無法預測時，只能采用被動時域回避法，即在瞬時干擾的前期征兆出現時，利用高速電子開關立即關閉信號通道、切斷電源，使系統暫時停止工作，并將存儲的信息迅速轉移至存儲器中，待瞬時干擾過去后，再重新打開信號通道、接通電源，恢復系統工作。這種方法特別適用于對衛星、航天飛行器、飛行中的導彈等電子系統的防護，因為它們很難采用屏蔽隔離等防護方法來有效減弱電磁脈沖輻射，而系統短時間暫停工作對電子系統的影響不很大[5]。

結語：目前，現有典型電磁干擾環境描述、抗干擾指標體系、試驗與評估等方法，己無法滿足目前和今后一段時期內的防空反導武器抗干擾設計的發展需求。因此，需要深入研究電磁干擾環境的描述和構建方法，在掌握機載電子干擾設備與防空導彈禍合關系和互敏感關系的基礎上，明確航空電子戰裝備技術指標體系。

參考文獻：

[1]劉尚合，劉衛東. 電磁兼容與電磁防護相關研究進展[J]. 高電壓技術，2014，06：1605-1613.

[2]李永剛. 機載光電偵察平臺環境適應性研究[D].中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所），2014.

[3]盧育中. 小型飛行器復雜電磁環境下的電磁干擾耦合及防護研究[D].西安電子科技大學，2013.

[4]楊曉芳. 強電磁干擾環境下多徑路由算法的研究[D].重慶理工大學，2016.

[5]王超，陳飛，戎建剛. 天線口面電磁干擾環境表征參數的計算方法[J]. 航天電子對抗，2016，05：18-24.