淺析航天器電磁干擾及控制措施

張鍇 崔峪霖 黃喆 宋錦瑞

摘要：航天器使用對于使用環境具備較高要求，在使用過程當中航天器容易受到周圍電磁環境，影響導致航天器因此出現故障和使用不靈敏情況。本文主要分析在航天器使用過程當中產生電磁干擾的各個系統，分析產生電磁干擾方式，并且針對各項因素提出相關的控制措施，有效減少電磁干擾對于航天器使用的影響。

關鍵詞：航天器;電磁干擾;控制

電磁干擾（EMI）指的是由人為制造產生或者天然就有的電磁信號擾動，電磁干擾或破壞航天器電子設備的工作水平，導致電子設備失靈或者故障，影響航天器的使用，航天器承擔著制導和運載火箭各項指令的重要責任，在火箭運行過程當中會記錄和收集大量的實驗數據航天器使用功能出現障礙，會直接影響設計人員對于火箭運行狀況的判斷，導致航天火箭運行過程當中出現危險。為了有效的控制和減少電磁干擾對于航天器的影響，需要嚴格的控制和規范電磁設備的使用。

1航天器電磁干擾方式

航天器電磁干擾來源主要分為內部和外部兩種，外部來源指的是地球上飛機或者其他航天器當中所發射出的電磁干擾信號，內部來源主要指的是航天器自身的系統和部件當中具備的尖脈沖。航天器電磁干擾方式主要是以傳導和輻射方式從源頭傳播到航天器系統當中。

1.1傳導干擾

航天器由眾多的電路元件組成，電路元件雖然能夠穩定有效傳導信息，但是在使用過程當中可能會產生各種噪聲電壓和電流，各個元件接觸工作的連接處都有可能會出現電磁干擾，電磁干擾產生以后會直接傳入整體運作系統當中，破壞系統的正常運行，導致系統性能下降。電路元件傳導干擾的主要途徑是通過電纜和直接電連接進行傳導，由于電纜在傳達過程當中會應用工作信號方式進行信息傳遞，不過能夠準確分別干擾信號和有用信號，多個信號會一同進行傳輸，干擾信號和有用信號在共用同個電路的情況下會產生電路內部的阻抗耦合。在這種情況下，電路之間的電流會因為信息而產生電壓差，影響其他連接電路的穩定性。其次在高壓電路當中還有可能產生電容耦合，穩定的電流在運行過程當中會產生更多的干擾電壓，高頻大功率電流能夠產生較強的干擾脈沖，更容易造成電磁干擾。

1.2輻射干擾

輻射干擾指的是部分電路元件存在一定的缺陷，導致電路元件連接和應用過程當中產生噪聲電壓，這些干擾信號會通過電纜傳接和輻射的其他的設備元件當中，比如輻射干擾經常會影響二極管和三極管，導致電路當中出現干擾信號與合成信號融合頻率，破壞航天器電子設備正常性的。

2電磁干擾的控制措施

2.1控制電磁干擾源頭

針對外部信號源頭可以采用更換兼容信號產生方法，盡量使用線性電路保證各項信號傳輸頻率的穩定性，加強各個功能源頻率控制。針對內部信號源頭可以從提高各個接觸電板的接觸水平開始，應用接觸法消除不同器件連接處之間的電弧，同時為了保證信號傳輸的效率和頻率，應用屏蔽法隔絕和降低有害信號，近期檢查各個元件的接觸和使用狀況，針對部分出現老舊和破壞的元件進行更換，減少舊原件所造成的電磁干擾。

2.2保護敏感設備器件

干擾信號能夠通過互相之間的感應交流耦合在某個特殊的電感器上，航天器當中的不同點關系都有可能成為干擾信號通過的途徑，在電感器接受其他電路元件的過程當中，電感器所具備的干擾電池也會影響其他電感器的正常電流。針對各個元件電磁干擾的屏蔽方法通常是考察干擾信號來源，盡量屏蔽干擾途徑，干擾途徑與系統故障頻率有所直接關系，干擾途徑越多，系統的故障頻率也更高。常見的干擾信號途徑主要有電源線，連接電纜，天線，不密封盒子。為了有效隔絕電磁干擾對于航天器的影響，需要對各個航天器器件進行保護和控制。針對繼電器可以設置專用的保護盒子，盡量保證盒子的密封，減少電磁信號的傳播，達到有效隔離電磁信號的目的。繼電器會與部分固態電路連接其他的靈敏電子元件也容易受到繼電器的影響而出現故障，因此可以針對其他的電子部件采用信號接地保護，通過將信號基地減少電流的流轉，應用低阻抗回路，減輕信號回路電壓，避免低頻磁場對電路信號進行干擾。導體是航天器使用過程當中連接的重要途徑，導體置于電場當中會受到磁場影響產生電動勢，增強導體自身對于其他事物的電磁干擾信號，為了有效屏蔽導體干擾信號可以采用雙線攪和方法，降低導體靈敏度，使得導體對信號感受的靈敏程度下降，達到屏蔽要求。電子管包括光電倍增管，光電攝像管，高增益，電磁管等等電子管容易受到周圍信號影響，對于電磁感染具備高度的敏感性，當電子管中出現干擾信號時，干擾信號會與正常信號一起出現放大，為了有效屏蔽電磁信號，可以在電子管電路上采用屏蔽線，或者采用陶瓷管，提高電子管對于多種惡劣環境的適應能力，減少電磁信號的干擾。半導體與集成電路是支撐航天器運行和信號傳輸的重要器件，如果信息傳輸過大會造成相關器件瞬間過載，導致半導體器件因此出現損壞情況，此時電磁信號的出現會改變整體集成電路的正常工作狀態，為了避免電磁干擾還需要再半導體和集成電路的連接處和引線處加入一定的組件外殼過濾電源和線路上的電磁干擾，同時在相關電路周圍加入電壓調節器，有效避免電壓過載，保護半導體和集成電路。

2.3控制電磁干擾途徑

最為常見和最為高效的電磁干擾控制方法主要是接地，通過在不同電路之間建立電流通路，有效保證系統當中各個連接部分的電位處于同一個水平，避免部分集成電路因為突然增大的電磁能量而出現故障和損壞。在接地工作過程當中，首先需要把航天器系統當中的各個結構部件保持在同一參考電位，同時將各個結構部件分別接地在一個平面上。接地系統建設過程當中，為了有效發揮系統對于電流的分散保護作用，需要注意盡量選擇比地高的電位進行接地，盡量減少對于接地電路電纜的屏蔽，因為一旦屏蔽會導致相關設備無法有效發送能量，引起電磁干擾作用衰退，導致設備工作異常。

3結語

綜上所述，為了減少電磁干擾對于航天器使用的影響，進一步規范航天器電子設備的信息和管理本文，針對航天器在設計和使用過程當中出現的電磁干擾問題進行分析研究，闡述了航天器電磁干擾的方式為傳導干擾和輻射干擾，從不同干擾角度分析有效隔絕干擾的方法，從而進一步分析航天器電磁干擾的控制措施。通過控制電磁干擾源頭，保護敏感設備器件，控制電磁干擾途徑，有效的增強航天器電磁干擾水平，為更多的航天器使用提供支持和幫助。

參考文獻：

[1] 楊福權.簡析電子通信信號的干擾與控制[J].科學與財富，2017，（Z1）：37-37，38.

[2] 李正煊.簡析電子通信信號的干擾與控制[J].中國新通信，2015，（13）：59-59.

[3] 楊福權.簡析電子通信信號的干擾與控制[J].科學與財富，2016，（Z2）：37-37，38.

[4] 陳小俊，謝志宏.淺談消防電子產品的抗電磁干擾設計[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（20）：