中國軍用與民用車輛電磁兼容標準體系相容性探討

雷 威，張衛鋒，周 剛，李建文

（軍事交通學院 a.研究生管理大隊；b.軍用車輛系，天津 300161）

中國軍用與民用車輛電磁兼容標準體系相容性探討

雷 威a，張衛鋒b，周 剛a，李建文b

（軍事交通學院 a.研究生管理大隊；b.軍用車輛系，天津 300161）

通過對軍用設備電磁兼容標準（GJB151 A/152 A-97）與民用車輛電磁兼容標準進行對比分析，探討兩類標準中試驗目的、頻率范圍和限值分類的等效性和一致性，為編制軍用車輛電磁兼容性要求及其試驗大綱提供指導。

車輛；電磁兼容；國軍標；民用標準

GJB151 A-97和 GJB152 A-97是軍用設備和分系統電磁兼容性要求的基礎標準，它們對軍用設備和分系統的電磁兼容性作了詳細的要求并制定了相應的測試方法。GJB151 A/152 A-97是為控制設備和分系統間的電磁兼容性接口而制定的三軍通用EMC基礎標準，并不是專門針對軍用車輛電磁兼容而制定的試驗規范，它的試驗對象多為通信類軍用設備，因此各個試驗項目中的EUT指向十分籠統。國內車輛電磁兼容標準經過多年的發展，已經相繼頒布GB14023、GB18655、GB/T 19951、GB/T 21437、GB/T 22630、GB/T 17619，形成了從整車到零部件的電磁發射試驗和抗擾度試驗及其限值的系列標準。

1 國內汽車電磁兼容標準

中國的車輛電磁兼容技術研究工作起步較晚，自20世紀80年代初開展工作以來，通過吸收借鑒國外一些電磁兼容方面的研究，逐步形成一系列適合中國汽車行業現狀的汽車電磁兼容性要求及測試方法標準。

1.1 汽車電磁發射限值及試驗標準

1）GB14023—2011《車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》，規定了由內燃機、電或混合動力驅動的車輛的發射限值，為對居住環境中使用的廣播接收機在1 500 kHz～2 500 MHz頻率范圍內提供保護。

2）GB18655—2010《用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》，規定了從150 kHz～2 500 MHz頻率范圍內的無線電騷擾限值和測量方法，限值用于保護車載接收機，使其免受同車內的零部件/模塊產生的騷擾。

3）GB/T 18387—2008《電動車輛的電磁場發射強度的限值》，規定了電動車輛在頻率范圍9 kHz～30 MHz的磁場和電場輻射發射的限值和測量方法，以及在頻率范圍450 kHz～30 MHz的傳導發射的限值和測量方法。

以上3個標準中，GB14023和GB/T 18387主要考核整車對外的電磁騷擾測量，GB18655主要考核車輛電氣/電子部件對內零部件的電磁騷擾測量，同時提供了整車電磁騷擾的測量方法和限值。

1.2 汽車電磁抗擾度要求及試驗標準

1）GB/T 33014—2016《道路車輛 電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法》，規定了車輛內部安裝的電氣/電子部件對窄帶輻射電騷擾的抗擾性試驗方法，適用于頻率范圍為0.01 MHz～18 000 MHz的連續窄帶電磁場。該系列標準包括以下幾部分：①第1部分：一般規定；②第2部分：電波暗室法；③第3部分：橫電磁波（TEM）小室法；④第4部分：大電流注入（BCI）法；⑤第5部分：帶狀線法；⑥第7部分：射頻（RE）功率直接注入法；⑦第8部分：磁場抗擾法；⑧第9部分：便攜式發射機模擬法；⑨第10部分：擴展音頻范圍的傳導抗擾法；⑩第11部分：混響室法。

2）GB/T 33012—2016《道路車輛 車輛對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法》，規定了整車對連續窄帶輻射電騷擾的抗擾性試驗方法，適用于頻率范圍為0.01～18 000 MHz的連續窄帶電磁場。該系標準包括以下幾部分：①第1部分：一般規定；②第2部分：車外輻射源法；③第3部分：車載發射機模擬法；④第4部分：大電流注入法。

3）GB/T 21437—2008《道路車輛 由傳導和耦合引起的電騷擾》，該系列標準共分為3個部分：①第1部分：定義和一般描述；②第2部分：沿電源線的電瞬態傳導；③第3部分：除電源線外的導線通過容性和感性耦合電瞬態發射。

4）GB/T 19951—2005《道路車輛 靜電放電產生的電騷擾試驗方法》，該標準規定了所有道路車輛內的電子模塊和系統的靜電放電（ESD）的試驗方法，以及包裝搬運中模塊的ESD敏感度分類試驗規程。

5）GB/T 22630—2008《車載音視頻設備電磁兼容性要求和測量方法》，該標準規定了車載音視頻設備的電磁兼容性要求和測量方法。

2 軍用設備電磁兼容標準（GJB151 A/152 A）

1986年中國頒布了軍用設備和分系統電磁兼容性（EMC）的基礎標準GJB151/152-86（等效采用美軍標MIL-STD-461B/C和MIL-STD-462B/C），經過12年的執行，于1997年5月23日修訂頒布了GJB151 A-97《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求》和GJB152 A-97《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量》（等效采用美軍標MIL-STD-461D和MIL-STD-462D）兩個標準。GJB151 A-97主要規定了軍用電子、電氣、機電等設備及分系統的電磁發射和敏感度特性的要求，為研制和訂購單位提供電磁兼容性設計和驗收依據。而GJB152 A-97規定了軍用設備電磁發射和敏感度的測量方法，用于測量并確定所檢驗軍用設備是否符合GJB151 A的規定。在執行軍用設備電磁兼容標準的過程中，GJB151 A和GJB152 A通常結合使用。

該系列標準共包含19個測試項目，從4個方面對軍用設備的EMC進行評價。傳導發射測試主要考核沿電源和信號線傳輸的電磁發射是否在限定值內；傳導敏感測試主要考核軍用設備對來自電源線和信號線的抗擾能力；輻射發射測試主要考核軍用設備通過空間傳播的電磁能量是否在限定值內；輻射敏感測試主要考核軍用設備在電磁騷擾的情況下，運行性能不降低。

3 民用標準與GJB151 A/152 A的對比

在進行兩類標準對比的過程中發現，民用標準和國軍標的試驗項目并不是嚴格一一對應關系。在GJB151 A/152 A的19項測試項目中，只有6項能在民用汽車電磁兼容標準體系中找到對應的試驗項目。其中傳導發射測試1項，傳導敏感度測試2項，輻射發射測試1項，輻射敏感度測試2項。具體情況見表1。

表1 民用標準和GJB151 A/152 A測試項目對比

3.1 CE102與GB18655的對比

GB18655第6章的第2節和第3節提供了來自零部件/模塊傳導發射的測量方法和限值，零部件的傳導發射測試有電壓法和電流探頭法兩種方法。CE102的基本概念是保證EUT不惡化平臺電源干線上的電源品質，所以CE102極限值是通過電壓來表示的。電壓法與CE102具有相同的極限值制定依據，本節從適用范圍、頻率范圍和測量方法等幾個方面對兩個標準進行對比分析，評估兩者的相容性。表2給出了CE102和GB18655各個項目的比較。

表2 CE102和GB18655共性問題比較

3.1.1 適用平臺

CE102適用于所有軍種的EUT，而GB18655需要保護的接收機類型主要是民用的一些通信設備，諸如廣播接收機、地面移動通信和GPS等。

3.1.2 頻率范圍

CE102的最高頻率為10 MHz，主要是為了避免由于EUT至LISN的電源線的諧振帶來的誤差。這個頻率遠遠低于國標的2 500 MHz，這是因為GB18655不僅規定了傳導發射，同時也規定了輻射發射，從理論上來講，在10 MHz以上的頻率，就會產生多余的輻射發射，因此在該標準中傳導發射的測試最高頻率為88 MHz。

3.1.3 限值對比

CE102采用峰值檢波限值，而GB18655不僅采用了峰值檢波限值，同時還給出了準峰值檢波限值和平均值檢波限值。在使用相同檢波方式的情況下，CE102和GB18655的限值才有可比性。

通過以上共性問題的比較，發現兩類標準存在共同點：①其適用平臺都為EUT的電源輸入線；②測試場地都為屏蔽室，測試設備也基本相同。其不同點也是顯而易見的：在頻率范圍方面，GB18655的適用范圍明顯要比CE102大；其次，GB18655的限值分類也比CE102更齊全。總的來說，民用標準和國軍標在這個試驗項目上還是有很大的相容性。

3.2 CS106與GB/T 21437.2對比

CS106用來考核EUT對所有不接地的直流和交流電源線上注入尖峰信號的抗擾能力。GB/T 21437.2用來考核車輛上12 V或者24 V電氣系統設備承受瞬態脈沖信號的能力。表3列出了兩類標準相關項目的比較。

表3 CS106與GB/T 21437.2共性問題對比

3.2.1 適用平臺

CS106適用于所有不接地的直流和交流電源輸入線，此測試項專門針對采用脈沖和數字電路的設備和分系統。GB/T 21437.2是針對車輛內零部件對來自電源線的瞬態脈沖而進行的抗擾度試驗。

3.2.2 試驗脈沖

CS106中尖峰信號特性是模擬直流和交流電源的瞬變特性，大多數電源瞬變的0.5倍高度脈寬小于10μs。GB/T 21437.2通過調整試驗脈沖發生器，模擬5種典型脈沖，基本涵蓋所有可能發生在道路車輛上的瞬態現象。

3.2.3 限值對比

CS106在GJB151 A中給出了針對三軍不同的試驗電壓和作用時間，并且要求在該試驗條件下，EUT不出現任何故障、性能降低或偏離規定的指標值。在GB/T 21437.2中，5種典型的試驗脈沖分別有其對應的4種推薦試驗嚴酷等級，電壓限值各不相同。

CS106與GB/T 21437.2最大的不同就是試驗脈沖的產生以及限值的制定。在考慮兩類標準相容性的情況下，可以對民用標準中的試驗脈沖進行調整以適應軍車需求。

3.3 CS115與GB/T21437.3對比

CS115主要關心保護設備防止快的前沿和后沿瞬變，它們的出現是由于平臺開關動作和外部瞬變環境。GB/T21437.3用于檢測車輛電子電器設備對諸如來自切換瞬態過程的各種類型瞬變騷擾抗擾度。其瞬態類型分為快速電瞬態和慢速電瞬態。開關通斷所產生的電瞬態由快速電瞬態試驗脈沖模擬；感性電路中斷產生的電瞬態由慢速瞬態試驗脈沖來模擬。通過標準的制定依據可以看出，兩類標準都是針對瞬態信號類型進行的測試項目，表4列出了相關項目的對比。

表4 CS115與GB/T21437.3共性問題比較

3.3.1 適用平臺

CS115 適用于與EUT外殼接口的所有電纜。GB/T21437.3主要針對車載零部件，用以評價被測裝置對耦合到非電源線路的電瞬態發射的抗干擾能力。

3.3.2 測試布置

兩類標準的測試環境均為屏蔽室。CS115進行測試時，EUT應直接放置在接地平板上；GB/T21437.3測試時，根據相關協議，應將DUT與其正常運行所使用的裝置（負載、傳感器等）連接。

CS115進行試驗時，由發生器產生梯形脈沖，然后通過探頭注入干擾，使用的探頭為感性電流探頭。而GB/T21437.3中有3種干擾注入方式：容性耦合鉗（CCC）方法、感性耦合鉗（ICC）方法、直接容性耦合（DCC）方法。表5給出了每種方法對應不同類型瞬態的適用性。

表5 GB/T21437.3中3種耦合方法的適用性

3.3.3 限值對比

GB/T21437.3根據電瞬態的不同給出了4種推薦嚴酷等級，為電壓限值。CS115所使用的是電流限值，5 A幅度覆蓋了瞬變試驗環境中的大部分感應電平。通過將電壓限值轉換為電流限值，或者將電流限值轉換為電壓限值可以方便兩類標準限值進行對比。

CS115和GB/T21437.3都給出了針對零部件信號線瞬態脈沖抗擾度試驗方法和限值，不同的是，CS115同時也適用于電源線。在試驗脈沖方面，民用標準所涵蓋的模擬對象范圍要比國軍標大。在進行兩類標準的等效對比過程中，可以分別進行裁剪以適應現代軍用車輛在信號線上電磁抗擾度的要求。

3.4 RE102與GB18655對比

RE102主要關心保證接靈敏的設備不受與接收機連接的天線耦合而產生的干擾。GB18655第13節中相關輻射測試項目，用來考核車載無線電輻射發射處于可控制級別。兩類標準有相同的制定依據，其對比見表6。

3.4.1 適用平臺

RE102適用于EUT及其電纜的電場發射。GB18655適用于任何車輛和大型裝置的電氣/電子零部件，其限值用于保護車載接收機，使其免受同車的零部件/模塊的騷擾。兩類標準的適用平臺在本質上是相同的，都是為了保護相關設備的接收機不受電場干擾。

3.4.2 頻率范圍

RE102 的頻率范圍覆蓋了10kHz～18 GHz。GB18655的頻率范圍覆蓋了0.15～960 MHz。軍用標準的頻率范圍完全覆蓋了民用標準的頻段，從這個層面可以看出，軍用標準的適用范圍要比民用標準更為寬廣。

3.4.3 限值對比

RE102 的極限值可以根據平臺上天線連接設備的類型和設備、相關電纜、天線之間的屏蔽度進行調整，對海軍移動設備和陸軍地面設備的極限值是相同的。而GB18655根據測試方法的不同有不同的限值等級，屏蔽室法有5個限值等級，TEM小室法有7個限值等級。可以看出，兩類標準的限值制定依據差距較大，在進行限值比較的過程中應該充分考慮限值制定依據所帶來的重要影響。

通過對RE102與GB18655相應民用標準輻射發射項目各方面的對比，軍用標準和民用標準制定的目的都是保證裝有天線的設備不受電磁場的干擾；軍用標準在測試頻率范圍上要比民用標準的大，主要原因在于該民用標準是專門為道路車輛制定的，并未涵蓋飛行器及船舶。在限值方面，RE102的制定主要依據EUT與應用平臺以及連接它們的電纜之間的關系，而GB18655的限值是根據測試方法來確定的。

3.5 RS101、RS103與GB/T33014對比

RS101是控制設備和分系統輻射磁場發射的要求，主要用來保證可能對低頻磁場靈敏的設備性能不惡化。RS103主要用來保證設備在平臺上和平臺外天線產生的電磁場中性能不降低地運行。GB/T33014規定了電氣/電子部件（ESA）對連續窄帶輻射電騷擾抗擾試驗的基本條件、試驗儀器和試驗程序等，主要試驗方法包括電波暗室法、橫電磁波（TEM）小室法、大電流注入（BCI）法和帶狀線等方法。

RS101、RS103和GB/T33014的適用平臺、頻率范圍、測試場地和限值分類等具體要求介紹見表7。

表7 RS101的具體要求

RS101是專用的，主要用來保證與預期的磁場兼容。海軍RS101極限值是通過測量電源配電部件（變壓器和電纜）的磁場輻射和海軍平臺的磁場環境來制定的。陸軍保留RS101和RE101極限值。

表8為RS103的具體要求。RS103適用于EUT外殼和EUT有關電纜。用來模擬天線發射的場，主要關心保證設備在平臺上和平臺外天線發射產生的電磁場中性能不降低地運行。其適用范圍及極限值電平見表9。

表8 RS103的具體要求

RS103 的極限值與使用平臺的環境直接相關，不同平臺規定的極限值僅僅根據設備壽命期中預計會遇到的電平，它們不必代表設備可能暴露在最惡劣情況的環境。射頻環境可能大范圍變化，特別是不在平臺上的發射源，因此可根據環境變化適當裁剪限值。

表9 限值分類

表10為GB/T33014的具體要求。GB/T33014主要為電磁抗干擾測試提供了4種方法。因為方法的不同，在測試布置、測試設備以及電平限值等方面也有所不同。該系列標準中試驗方法的主要特性見表11，其具體規定請參照GB/T33014。

表10 GB/T33014的具體要求

RS101、RS103和GB/T33014都是為了防止電磁干擾通過輻射耦合到電子設備的電源和控制線上對電子設備的正常運行造成不良影響，其制定目的是相同的。但是在GJB152 A中，使用兩種不同的測試項目分別對輻射磁場和輻射電場進行考察。而GB/T33014是對電子設備在復雜電磁環境下能否正常運行的綜合考量。在干擾的產生方面，RS101和RS103均采用的發射天線；GB/T33014根據試驗方法的不同，采用天線（電波暗室法）、TEM小室（橫電波小室法）和電流注入探頭（大電流注入法）等儀器設備。從極限電平看出，GJB151 A/152 A的限值與GB/T33014的限值劃分有著很大不同，GB/T33014的限值因試驗方法的不同，限值所對應的試驗嚴酷等級參數也不同。在考慮兩類標準融合的過程中，須將以上不同點謹慎考慮在內。

表11 GB/T33014中試驗方法的主要特性

4 結論

本文將軍用車輛作為陸軍通用地面裝備，依據GJB151 A/152 A適用范圍從中裁剪出6項與民用車輛電磁兼容標準具有相同試驗目的的測試項目進行對比分析，得到如下結論。

1）軍用與民用標準在制定依據和制定目的等方面具有相通性。

2）軍用標準和民用標準的限值在某種程度上可以相互轉換進行對比。

這為依據GJB151 A/152 A標準要求從中裁剪地面車輛電磁兼容性要求及試驗方法，融合民用車輛電磁兼容試驗標準，編制軍用車輛電磁兼容性要求及其試驗大綱提供理論基礎。

其中，GJB151 A/152 A中沒有整車騷擾測試、整車抗擾測試以及整車放靜電測試，同時在零部件/模塊測試方面，國軍標也沒有考慮到抗靜電測試和瞬態抗擾測試。這是因為GJB151 A/152 A作為控制設備和分系統間的電磁兼容性接口而制定的三軍通用EMC基礎標準，在軍用設備電磁兼容方面具有統領全局的作用，具體實施的過程中要視情況進行裁剪。而民用車輛電磁兼容標準在多年的發展過程中已經自成體系，各方面的試驗項目細化完善。因此，在制訂軍用車輛靜放電抗擾度試驗時，可以融合GB/T19551—2005《道路車輛 靜放電產生的電騷擾試驗方法》。

在融合軍用民用標準的過程中，工作重心可以向表3中所對應的項目靠攏，通過對相關最新民用標準的吸收利用，以此來裁剪更新軍用標準。GJB151 A/152 A自1997年頒布實行以來，為軍用設備的電磁兼容性要求做出了很大貢獻。然而落后的試驗標準，不僅無法對裝備的性能作出準確的評估，甚至會誤導裝備性能的升級。融合民用標準不代表要放棄軍用標準，而是要以軍用標準GJB151 A/152 A為基礎，對照相關民用標準，裁剪軍用標準從而編制出軍用車輛電磁兼容性要求及其試驗大綱。其基本試驗內容依然遵循傳導發射測試、傳導敏感度測試、輻射發射測試和輻射敏感度測試。在此基礎上，新增軍用車輛靜放電抗擾度試驗。

［1］ GJB151 A，軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求［S］.1997.

［2］ GJB152 A，軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量［S］.1997.

［3］ GB14023，車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法［S］.2011.

［4］ GB18655，用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法［S］.2010.

［5］ GB/T 18387，電動車輛的電磁場發射強度的限值［S］.2008.

［6］ GB/T ×××××，道路車輛.電氣電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法［S］.

［7］ GB/T 17619，機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法［S］.1998.

［8］ GB/T 21437，道路車輛 由傳導和耦合引起的電騷擾［S］.2008.

［9］ GB/T 19951，道路車輛 靜電放電產生的電騷擾試驗方法［S］.2005.

［10］ GB/T 2230，車載音視頻設備電磁兼容性要求和測量方法［S］.2008.

［11］ 翟麗，王福，李合非.車輛電磁兼容基礎［M］.北京：機械工業出版社，2012：187-230.

［12］ 孫宏亮. GJB151 A/152 A與民用標準的對比（I）傳導發射對比［J］.電氣技術，2007 （2）：29-36.

［13］ 孫宏亮. GJB151 A/152 A與民用標準的對比（III）傳導敏感度對比［J］.電氣技術，2007（6）：25-30.［14］ 孫宏亮. GJB151 A/152 A與民用標準的對比（II）輻射發射對比［J］.電氣技術，2007（6）：20-24.

［15］ 孫宏亮. GJB151 A/152 A與民用標準的對比（Ⅳ）輻射敏感度對比［J］. 電氣技術，2007（6）：31-35，47

［16］ 倉艷，胡磊.軍用車輛電磁兼容性設計方法研究［J］.專用汽車，2008（6）：44-46.

Discussion on Compatibility of Military and Civil Vehicle EMC Standard System in China

LEI Weia，ZHANG Wei-fengb，ZHOU Ganga，LI Jian-wenb
（a. Military Transportation University，Postgraduate Training Brigade；b.Military Vehicle Department，Tianjin 300161，China；）

Based on the comparison and analysis between electromagnetic compatibility standard of military equipment（GJB151 A/152 A-97） and corresponding standards of civilian vehicle electromagnetic， the equivalence and consistency of the purpose， frequency range and limit classification of the two types of standards are discussed， which provide guidance for compiling the electromagnetic compatibility requirements and test outline of military vehicles.

vehicle；electromagnetic compatibility；national military standard；civil standard

U463.68

A

1003-8639（2017）12-0056-06

2017-07-03；

2017-08-28

雷威（1994-），男，在讀研究生，從事軍用車輛電控技術研究；張衛鋒（1987-），男，講師，軍用車輛系；周剛（1989-），男，在讀研究生，從事軍用車輛可靠性分析與仿真研究；李建文（1964-），男，博士，教授，碩士研究生導師，軍用車輛系。

（編輯 楊 景）