電磁兼容性質量控制與評估

尹航 藥陵州 王博

摘 要：電磁兼容性質量控制與評估是為了評價系統、分系統設備的電磁兼容性設計及措施的合理性;為了檢查電磁兼容性相關工作的落實情況并實時有效監督;為了及時解決系統研制過程中出現的電磁兼容性問題、達到其電磁兼容性要求。

關鍵詞：電磁兼容;質量控制與評估

中圖分類號：U469.11? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）12-224-02

Abstract： The quality control and evaluation of electromagnetic compatibility （EMC） is to evaluate the rationality of EMC design and measures for systems and subsystems/equipment; to check the implementation of EMC-related work and monitor it effectively in time; to solve the problems of EMC in the process of system development in time and to meet the require -ments of EMC.

Keywords： electromagnetic compatibility; quality control and evaluation

1 電磁兼容工作與質量控制

1.1 電磁兼容性日常存在的質量問題

武器裝備的大量電磁兼容性問題不是由設計方案、生產要求或測試標準引起，而是受許多其他因素影響。若真正實現預期的電磁兼容性指標，需要引入質量控制與評估的手段。

1.2 質量控制

質量控制是通過監控質量活動全過程、消除中間環節不符合或潛在故障因素，以滿足預期質量需求、符合使用目的的各種作業集合。

通過對質量實施過程的分析、改進，用質量控制來指導電磁兼容性工作。

2 質量控制與評估

2.1 評估對象

武器裝備評估對象分為系統和分系統/設備兩類。

2.1.1 系統評估對象

系統評估對象包括但不限于：電磁背景環境、屏蔽效能、耦合強度、諧振特性、布局特性、設備間干擾強度、天線布局、設備評估、線纜評估、頻率管理。

（1）電磁背景環境：根據武器裝備系統設計及預期的使作戰環境，分析周圍電磁環境對裝備性能參數產生的不利影響。

（2）耦合強度：根據裝備所處平臺及系統內部各關鍵設備的電磁環境，分析電磁場與線路之間不同組合引起的耦合關系及不利影響。

（3）設備間干擾強度：重點關注敏感性設備，并評估敏感閾值風險大小。

（4）屏蔽效能、諧振特性：對關鍵設備進行評估。

（5）布局特性、天線布局：主要包括發射設備和接收設備空間布局的評估。

（6）線纜評估：關注大功率用電設備的線纜，評估其傳導及輻射特性。

（7）設備評估：各個設備工作時需保證系統自兼容。

（8）頻率管理：對設備占用頻率進行合理分配，發射限值應不影響平臺內其他敏感設備的敏感頻段。

2.1.2 分系統/設備評估對象

分系統/設備評估對象包括：PCB設計、濾波設計、屏蔽設計等。

（1）PCB設計：電子元件上升沿的選擇、時鐘和帶寬的選擇、PCB分層、電路功能分區、阻抗匹配、去耦及旁路、接地、ESD防護等。

（2）濾波設計：電源線、信號線分別做濾波設計、濾波器安裝方式等。

（3）屏蔽設計：晶振屏蔽、機箱屏蔽、顯示屏屏蔽等。

2.2 評估方法

先整理電磁兼容性要求，再確定各自權重，最后確定各評分標準、進行專家評分，構成完善的評估體系。

2.2.1 確定權重值

根據現有標準，將分系統/設備問題分為I類、II類、III類，關鍵性及權重值依次遞減。

2.2.2 確定評估標準

根據平臺及使用環境，選擇對應標準，確定相關限值，主要包括：

系統允許最大干擾值;使系統失效的電磁干擾值;系統電磁干擾發射限值;系統安全裕度。

2.2.3 專家打分

針對結果，進行專家打分。

2.3 四個評估階段

2.3.1 方案階段（F）

本階段主要包括以下內容：

（1）分析分系統/設備之間相互干擾，評估干擾量值及風險。

（2）分析天線布局，評估方向圖及耦合路徑。

（3）評估頻率分配、設備布局、線纜布局的合理性。

（4）分析和評估電磁環境、屏蔽效能、電磁諧振特性等是否符合設計需求。

（5）對屏蔽、接地、濾波、發射功率、諧波抑制、接收靈敏度、等設計措施進行評估。

（6）分析PCB的輻射、線路串擾、高頻信號完整性等。

2.3.2 初樣階段（C）

本階段主要包括以下內容：

（1）評估前一個階段的設計方案，研究設計方案是否合理，關注評估結果是否落實到初樣設計方案中。

（2）通過摸底測試，驗證分系統/設備初樣階段的設計方案，并驗證上一階段方案的優化效果。

（3）通過關鍵設備電磁發射及敏感性、電磁背景環境、設備間干擾強度等對系統性能的影響因素，對系統電磁兼容性及系統電磁兼容性風險進行評估。

（4）對改進、優化后的電磁兼容性設計方案進行驗證評估。

（5）對改進后的系統電磁干擾預測模型進行重新分析，通過分析結果對修正后的系統設計方案進行重新評估。

2.3.3 試樣階段（S）

本階段主要包括以下內容：

（1）評估本階段設計方案，主要內容是確定上一階段的電磁兼容性評估結果及舉措是否在本階段設計方案中體現，重點考察本階段為了滿足電磁兼容性而采取的工藝控制方法是否合理、在生產加工能力之內。

（2）進行電磁兼容摸底測試，驗證本階段產品設計方案是否符合預期要求。

（3）對上一階段電磁兼容優化措施及效果進行測試，評估本階段樣機電磁兼容性。

（4）通過分析系統內各組成單元技術參數及工作特性，預測各部分電磁兼容性指標超差對系統的影響，結合本階段樣機電磁兼容性評估結果，對系統做重新評估。

（5）對系統進行摸底測試，對照設計方案進行評估，對不滿足項重新設計、優化。

2.3.4 定型階段（D）

本階段主要包括以下內容：

（1）通過本階段分系統/設備定型（鑒定）試驗，檢驗前期設計優化、生產加工等各個環節的改進效果，對分系統/設備最終電磁兼容性進行評估。

（2）通過本階段系統定型（鑒定）試驗，檢驗前期設計優化、生產加工等各個環節的改進效果，對系統最終電磁兼容性進行評估。

3 總結

武器裝備系統、分系統/設備電磁兼容性研發過程中引入質量控制與評估是為了評價系統、分系統/設備的電磁兼容性設計及措施的合理性;保障良好的電磁兼容設計、嚴格的電磁兼容指標在產品研制過程中得到實現，確保電磁兼容性符合預期設計要求。

參考文獻

[1] GJB72A-2002，電磁干擾和電磁兼容性術語[S].國防科工委，2002.

[2] 航空軍工產品電磁兼容性設計與試驗基礎.北京航空航天大學， 2013.