雷達發射機的電磁兼容設計

文/馮濤 林躍勝

在現代的電子電路當中，電磁兼容設計占有非常重要的位置，雷達發射機是一種功率較大的電子設備，它的電磁兼容性設計的質量優良，往往對整個系統指標的提高有著直接的影響，甚至對系統能否順利正常工作有直接的關系。在雷達發射機當中，其電磁干擾具有一定的復雜性，它不僅是感染源，同時也是敏感設備，內部的電路具有較強的脈沖信號，也有比較弱的電流信號，因此要想將系統當中干擾源的性質以及干擾的途徑有效區分開，是一個非常困難的問題，因此研究雷達發射機的電磁兼容設計具有十分重要的意義。

1 分析雷達發射機中的電磁干擾問題

1.1 電磁場對電路的影響

在電磁場當中，引發干擾最多的因素是電磁輻射。在雷達發射機的電磁場當中，其主要的干擾是由于微波管的泄漏以及大電流開關所產生的一種脈沖而引發的干擾，干擾程度的大小和輻射源的類型相關。在雷達發射機的電磁波自身存在一些反射折射等的因素問題，所以要想精確分析電磁場是一項非常復雜的工作，為了使研討問題更加方便，可以將雷達發射機當中的電磁場簡化為一種平面波，計算結果盡管會存在一定差距，但其計算值也是近似的，能夠說明其中存在的問題。

在相關的電磁兼容理論當中，通常將電磁場分為近區場和遠區場兩類。在雷達發射機當中，輻射場會產生較多的干擾，本文主要討論在閉合回路當中，比較典型的干擾電壓，其主要的計算式如下：

其中，k表示傳輸的常數，當無損耗的時候k=2Π/λ，Em表示電場當中強度的最大值。

將閉合回路線的長和寬設為b和h，則其感應的電壓公式如下所示。

其中S=hp表示閉合回路的面積。

通過以上公式可以看出，閉合回路當中的感應電壓與其本身的面積是正比關系，因此要想將電磁場內電路的干擾減小，就必須要將閉合回路線所構成的面積減小。

1.2 線間耦合

在雷達發射機當中，為了讓走線能夠美觀和方便固定，往往將信號線扎成一束形狀，這樣就會導致導線間比較容易產生一種電容性或者電感性的耦合。通過分析電容性的耦合和可以了解到，忽略兩根距離較近的平行導線中對地的分布電容，歸一化處理導線間耦合參數，可以得出以下結論：當干擾源的頻率越高以及各導線之間的距離越近，則產生的干擾就越大，所以可以在小信號線的進出口接入RC的吸收回路，減少窄帶的干擾，也可以串入吸收環或者磁珠減少寬帶以及窄脈沖的尖峰干擾問題。

2 電磁屏蔽

在雷達發射機當中，可以采用把敏感電路放入金屬屏蔽盒當中的設計方法，但是這種方法具有一定的作用的同時也存在一定的缺陷，需要相關的工作人員嚴格遵守工藝結構設計的標準進行，本文主要研究了交變磁場的屏蔽方面。通過分析交變磁場的屏蔽，可以使用感應的渦流效應對其進行解釋，在雷達發射機當中，敏感電路的回路會受到交變磁場的影響，從而形成干擾。

當交變的磁場穿過一些導電性能較好的金屬屏蔽層時，會形成一種漩渦，該磁場與電磁場的磁力相反，因此會大大減弱金屬屏蔽盒內的磁場強度和干擾電流的強度，所以金屬的導電性能越好，則其就會產生越強的渦流，屏蔽效果也就越佳，屏蔽層采用銅材或者表面鍍銀的金屬時能取得較好的屏蔽效果。

3 雷達發射機中的接地問題

雷達發射機中合理的接地能夠有效防止EMI。在雷達發射機內部，不僅有強信號的干擾源（如大脈沖電流和強開關電流等），也有弱信號的敏感電路（如模擬信號或者數字信號等）。因為發射信號具有多樣性，所以在使用過程中，需要根據信號的性質和特點決定使用的接地方式。目前比較常見的接地方式有單獨一點接地方式、串聯一點接地方式、多點接地方式和地總線接地方式等四種。本文主要研究地總線接地方式：在雷達發射機當中，發射機的整體組成單元較多，在一般情況下，作為地總線的元素有機柜外殼或者另外的寬銅帶，不管采用哪種，都必須要有良好的搭接方式，一種良好的搭接方式能夠有效防止電磁的干擾，如果搭配技術不優，則會讓系統當中抑制信號噪聲的能力下降，嚴重者還會對人身安全造成嚴重的威脅。所以在焊接大設計的機架時可以采用良導體組成的焊接方式，讓其通過多點接地有效減小接地電阻。

4 結束語

隨著我國社會經濟的不斷發展，雷達發射機的應用將會越來越廣泛，因此相關的研究人員應該不斷深入研究電磁兼容設計方面的內容，有效減少雷達發射機當中電阻電流的干擾問題，充分展現雷達發射機的功用，提高雷達效能，服務于工業生產和國防建設。