基于電磁兼容性干擾因素的艦船通信系統干擾規避措施研究

李萬

海裝駐武漢地區第五軍事代表室 湖北 武漢 430000

引言

艦船通信系統是整個艦船的“耳朵”，是與內外部進行溝通交流的中樞和紐帶，對艦船的安全航行有著重要的意義[1]。隨著電子信息技術的快速發展，艦船電子信息設備數量眾多、類型繁多、布置緊密，艦船通信系統與其他系統間的干擾越來越多，電磁環境極其復雜，可能造成誤碼率增大、出現誤動作等不利影響，甚至造成不可挽回的惡劣后果，在以往戰爭中曾出現為保障艦船正常通信而將雷達設備關閉，艦船因此受到襲擊的慘痛教訓[2-3]。因此，抓好艦船通信系統的電磁兼容性質量對提高艦船綜合作戰效能至關重要。艦船通信系統的工作頻段涵蓋全部無線電頻譜范圍，從甚低頻至微波通信、再到衛星通信和激光通信[4]，支持報文、語音、視頻、數據等多種通信業務，相較于艦船其他電子信息系統，艦船通信系統設備種類多、頻帶寬、功率大，一方面易干擾其他系統，另一方面且也更易被其他系統所影響。

1 電磁兼容性干擾因素分析

電磁干擾實際上就是電子設備產生的連續、隨機或周期性的電噪聲[5]。無論以何種形式表現，歸結起來無不具備3個基本要素：電磁干擾源、耦合通道（干擾能量的傳遞途徑）和被干擾的設備，干擾源產生干擾，經過一定的耦合通道對其他設備的工作造成不良影響，干擾源主要包括下面三種形式：

1.1 自然界干擾

自然界干擾源主要包括雷電、太陽黑子及船體靜電等，一般與艦艇所處的地理與氣候環境密切相關，海洋電磁環境越來越復雜，干擾因素越來越多且強度越來越大。

1.2 艦船通信系統內相互干擾

艦艇艦船通信系統主要依靠電磁信號的收發實現各項功能性能，受空間條件影響，大量收發設備被密集布置于狹小有限空間內，使系統處于自身強電磁輻射環境中，容易因電磁耦合作用引發電磁兼容性問題，影響系統功能性能的發揮。

1.3 與其他系統相互干擾

在艦艇環境下艦船通信系統與其他系統共同完成作戰使命，艦船設備包括雷達系統、導航系統、指控系統、敵我識別系統、電子對抗系統等發射電磁波的設備，各種信號形式都有，通過無線形式向四周輻射形成電磁干擾，還包括機電設備，其在正常運行時也可能產生寬頻譜范圍內的電磁輻射，大功率電機對弱電設備的干擾，尤其是設備啟動的一瞬間干擾尤為明顯。

1.4 編隊艦船間相互干擾

當聯合指揮編隊作戰時，對通信信息交互能力要求越來越高，敵方電磁干擾手段越來越多，區域內各種信號耦合對艦船的影響越來越嚴重。在復雜惡劣的電磁環境下，電磁干擾將會影響艦船通信系統正常工作，不僅會降低艦船通信系統的功能性能，而且易發生誤動作危及艦船安全，造成艦船損壞或者人員傷亡，電磁兼容性問題已成為影響艦船戰斗力的不確定因素。

2 電磁兼容性干擾的規避措施

2.1 磁兼容性干擾的設計程序規避措施

為滿足總體對電磁兼容性總要求，必須在艦船通信系統論證、設計、施工和試驗全過程采取有效質量控制措施，確定電磁兼容性工作方針和原則，建立電磁兼容性管理程序，從型號研制開始，成立電磁兼容性技術組，編制電磁兼容性大綱，進行電磁兼容性培訓，組織編寫電磁兼容性測試大綱和測試報告及評審，及時分析、協調和解決問題，確保型號任務的順利推進。根據總體對艦船通信系統的電磁兼容性要求，督促承制單位盡早提出電磁兼容性具體要求，明確制定相應的工作目標、工作內容、工作要求和工作方法。編制電磁兼容性控制大綱，確定各階段電磁兼容性需控制的內容和進度。通過系統電磁兼容性設計、控制、管理與考核，達到總體對系統的電磁兼容性要求，滿足艦船使用要求，不出現各類電磁兼容性問題，確保系統自兼容和與其他系統的互兼容。明確要求承制單位將電磁兼容性工作納入總設計師體系中，艦船通信系統的電磁兼容性工作應由艦船通信系統主任設計師直接領導，并由艦船通信系統主管電磁兼容性設計師負責，堅持逐級分解、自下而上，設備服從系統、系統服從總體的基本原則。

2.2 磁兼容性干擾的施工過程規避措施

要求在艦船通信系統施工環節，艦船通信系統明確提出相應的電磁兼容性要求，并按此要求進行相應的工作，具體包括：設備選擇、系統構建、機柜安置要求等，機柜內部布置、隔離分艙、模塊單元接地工藝、接口抗干擾、內部走線、屏蔽層搭接接地、電纜選型、船上施工工藝等要求。監督艦船通信系統對自身的輻射敏感度、電磁敏感性、傳導敏感度等進行優化控制，以保障與其他系統間的電磁環境兼容，使本系統或其他系統都不會因對方的電磁干擾源而產生明顯性能降級。此外，艦船通信系統通過對電磁輻射有效控制，不會對武器系統裝備和易揮發物質產生危害。對可能產生干擾和可能被干擾的所有部件和電路，在施工過程中就進行電磁干擾控制，一般有元器件和電路的選擇、標準元器件和電路的使用準則、搭接和接地技術、選擇濾波器的技術，依據其在電路上的具體應用、關鍵電路的位置和各電路所用的去耦技術以及關鍵電路的屏蔽和隔離。通信室內布置施工時，要針對各種組合機柜，對總體電網提出施工要求，設置電源濾波器，防止電源傳導和輻射干擾；將大功率發信機柜和相近頻段的收信機柜分開布置，避免近距離空間輻射。在電纜需分類布置施工時，對大功率射頻電纜需單獨輻射并和其他控制、電源電纜之間留有間距，信號電纜需要和大功率射頻電纜及電源電纜分開布置，避免線纜之間的電磁干擾。通信室施工時，需要安裝良好的接地設施，確保通信電子機柜能夠良好接地，避免通過地線的電磁耦合干擾。

2.3 磁兼容性干擾的設備選擇規避措施

解決電磁兼容性一方面要降低設備的輻射，另一方面要提高設備的抗干擾能力，在設備選擇初期就要充分考慮電磁兼容性問題，在電路板、設備結構、接地等同樣將電磁兼容性作為重要的因素。控制電磁干擾的結構一般包括：金屬材料、鑄件、表面涂層、附件的型別、結構形式，要采取適合的方法以控制腐蝕。為了減少干擾，設備內部電子、電氣線路應盡量采用分類布線方法，如將低電平與高電平分隔，將電源線與信號線分隔等。接地是抑制電磁干擾的重要措施之一，采用合理的接地處理措施，可以較好地抑制電磁干擾并減少因接地而帶來的影響。接地技術大致可分為單點接地、多點接地、混合接地和懸浮地，各設備選擇時可根據各自電磁特性進行合理選擇或組合應用。設備內數字信號地、模擬信號地、電源地應盡可能分開，并按要求與設備殼體安全地連接或電氣隔離。要求艦船通信系統內通過工作頻段隔離、設備電磁屏蔽、信號線電源線分離、有效接地等電磁兼容性質量，使系統內的各設備不會因本系統內電磁兼容性干擾源而產生明顯的性能降級。通過對系統內電磁兼容性的綜合施工措施，系統內各通道不會產生電磁兼容性故障，發信設備通過船體產生的互調干擾也不會影響到收信設備正常工作，天線輻射在甲板下產生的干擾不會影響到艦船通信系統其他設備工作。

3 結束語

隨著艦船信息化水平的提升，電磁兼容性問題已經成為制約艦船通信系統發展的瓶頸，嚴重影響了艦船通信系統的正常運行，對艦船安全產生不利影響。本文針對艦船通信系統電磁兼容性干擾因素進行了分析，提出了相應的規避措施，能夠有效提升艦船通信系統電磁兼容性質量，從而更好地促使艦船發揮綜合作戰效能。