飛機電纜對電磁干擾的抑制探討

李明飛 崔振 公彥德

摘要：在飛機上合理地進行電線電纜的敷設往往才能夠更好地減少設備之間存在的電磁耦合，并在之后更好地抑制電磁干擾。本文通過分析不同種類電纜的分類、各類線路之間的最小間距和同軸電纜本身的抗干擾特性等內容，以便更加系統地分析飛機電纜對電磁干擾的抑制作用，希望能夠給大家更多的參考性意見。

關鍵詞：飛機電纜；電磁干擾；抑制措施

飛機作為現代的交通運輸工具正在使得人們的生活變得越來越便利，但是飛機在使用的過程中非常容易受到電磁的干擾。包括干擾源、耦合電路和敏感體這三個基本要素都會使飛機在飛行的過程中產生電磁干擾。而只有更好地提高設備的電磁兼容能力才能夠更好地防止電磁干擾的發生。由于飛機上的電纜擔負著信號傳輸的重要任務，所以尤其需要在電纜內部加入抑制干擾的技術。本文主要就飛機電纜對電磁干擾的抑制策略進行全面的分析。

1.飛機電纜的種類

飛機的電纜主要是由絕緣層內部多根導線和外部的保護層組成的。而不同材料外保護的保護層和絕緣層會讓飛機電纜呈現出不同的特性。一般來說，常用的電纜結構有如下幾種：

第一種是外部包有絕緣材料的單實芯線和多芯線；第二種指的是多股線纜扭在一起的線路，它被稱之為多絞線；第三種被稱之為屏蔽電纜。一般都會在同一根屏蔽電纜的內部有一根或者多根絕緣芯線；第四種被稱為同軸電纜。單根或者兩根已被絕緣的芯線在外面包上了一層同軸結構的屏蔽網線。

2.電磁干擾和飛機電纜之間的關系

廣大干擾源產生的電磁信號一般都需要通過耦合通道才能夠更好地到達敏感設備。各種干擾信號也會通過各種耦合裝置來更好地進入到系統或者分系統的內部的連接電纜中。在大多數情況下，電磁耦合的現象都會發生在同一束電線或者電纜之間。

低頻磁場耦合本質上屬于一種相互阻抗的耦合技術。其耦合的量主要與干擾信號的頻率、電纜之間的間距、耦合的長度、電路阻抗和屏蔽層接地方式有很大的關系。電容耦合也可被看成是一種互阻抗耦合。通過增大電纜之間的距離往往能夠更好地減小電容耦合[1]。對于低阻抗電路而言，電感性耦合為主要的干擾方式。對于高阻抗電路而言，電容性耦合為主要的干擾方式。

布線不當一般都會引發大量的電磁干擾。而布線設計也會在很大程度上降低電磁的耦合。

3.不同類型電纜對電磁干擾的抑制作用

3.1扭絞線抑制干擾的原理

扭絞線是飛機電纜在鋪設過程中最常用的一種電線交叉形式。信號線和電源線只有和它相互扭絞在一起時才能夠更好地發揮作用。一般的扭絞線都會以兩芯和三芯的方式出現。在鋪設飛機電纜的過程中，扭絞線特有的平衡結構通常都可以用來控制因為電纜敷設所引發的電磁干擾信號。

如圖1所示，當使用扭絞線來連接電磁干擾源和負載時，經常會因為導線的不斷扭絞而讓臨近小環路的磁場方向變得相反。假設在扭絞線外存在某一點P，各個小環路所產生的干擾磁場就會在該點彼此不斷地抵消，最終使得電磁干擾信號對該點的影響進一步減小，只有這樣才能夠真正有效控制電磁干擾源和負載對鄰近設備的干擾。

當扭絞線被使用于電磁干擾信號較為敏感的電路時，一般相鄰小環路感應過程中所生成的電磁干擾信號不僅大小相等，而且在使用的過程中都會因此互相抵消，這樣才能夠更好地實現對電磁干擾信號的抑制。而事實也證明，單位長度導線扭的次數被使用的越多，電磁干擾信號的抑制效果也就會變得越好。

3.2屏蔽電纜抑制干擾的原理

飛機上的屏蔽電纜主要通過電磁屏蔽來抑制電磁干擾。一般而言，屏蔽電纜主要是以導電和導磁的材料制成特殊的屏蔽網。在使用的過程中可以先將電纜暫時封閉起來，從而形成一個電磁隔離區，只有這樣，電纜內部的電磁場也不會影響到外部的設備。而來自電纜外部的輻射也不會影響到電纜本身。

屏蔽網主要可以通過吸收能量、反射能量和抵消能量的方式來對內部的電磁波進行抑制。當干擾的電磁波為f高頻電磁波時，尤其需要在屏蔽網內部加入低電阻率的金屬材料。只有這樣才能夠讓材料本身形成漩渦，并將干擾過程中產生的電場和磁場更好地抵消掉，真正達到屏蔽的效果。而當干擾的電磁波為低頻電磁波時，也就應該將高磁導率的材料融入屏蔽網內部，這樣就會將干擾的磁力線更好地限制于屏蔽網的內部，防止磁性擴散出去。也只有使用不同的材料組成多層的屏蔽電纜才能夠同時屏蔽高頻電磁波和低頻電磁波。

目前，在飛機上最常用的屏蔽網接地施工方法主要包括抽線法、金屬環法、RSK屏蔽環法和焊錫管法這四種[2]。在飛機上，可以先將飛機的外殼作為等位面，再讓屏蔽接地法讓已經累積起來的靜電電荷通過飛機的外殼釋放出去。這樣還可以給頻率較高的電磁干擾提供抗低阻的通道，從而才能夠達到更好地抑制電磁干擾的目的。

3.3同軸電纜抑制干擾的原理

作為一類非平衡電線的同軸電纜，它本身有著非常均勻的抗阻性，且整個過程中的損耗也較低，目前已經被廣泛應用于高頻信號的傳輸過程中。在抗干擾的過程中主要可以將其差模干擾的模式分成兩個部分。第一種是通過對電纜的干擾來使電纜的表層能夠產生特定的干擾電流；第二種是通過電纜的轉移抗阻來使得表面的電流更多地轉換成差模電壓，并更好地作用在放大器和邏輯電路的輸入端。這樣一個過程可以使得外界的干擾電平在很大程度上被衰減。

在飛機上，通常都會使用與鐵氧體相似的損耗材料來填充如同軸電纜內部。也可以在實際操作的過程中在鐵氧體的內部和外部都鍍上一層銀涂層，從而達到更好地抑制干擾的作用。正因為電纜內部的損耗媒質有很大的高頻衰減作用，這也就在另外一方面使得同軸電纜對于電磁干擾有著更好的抑制的效果。

4.結束語

作為一名專業的飛機設計和制造人員，一定要在第一時間更好地解決飛機電纜的電磁防護工作，并在工作的過程中自覺地按照相關規定來進行。只有這樣才能夠更好地保證飛機能夠安全可靠地運行。

參考文獻：

[1]李建華，鐘達，梅剛華，安紹峰.電子設備的電磁屏蔽研究[J].工業控制計算機，2015（3）：129-134.

[2]張建軍，宋書善.電磁干擾的途徑和抑制技術[J].濟南交通高等專科學校學報，2016（3）：129-134.