王曉方，羅 雷，樊向武

（武警工程學(xué)院，陜西西安 710086）

某型多管火箭煙幕彈是儲、運(yùn)、發(fā)一體化的彈藥系統(tǒng)，其作戰(zhàn)使命是根據(jù)預(yù)警系統(tǒng)提供的空中來襲目標(biāo)參數(shù)，經(jīng)火控計(jì)算機(jī)的彈道解算，將作戰(zhàn)諸元參數(shù)（如系統(tǒng)工作模式、發(fā)射彈藥數(shù)量和次序、對應(yīng)引信的作用時(shí)間等）傳遞給裝定器；裝定器解碼作戰(zhàn)諸元參數(shù)，將引信作用時(shí)間參數(shù)、對引信的控制指令（如發(fā)射、取消發(fā)射）等信息，分發(fā)給相應(yīng)的電子時(shí)間引信，使彈藥系統(tǒng)能夠快速布設(shè)大面積、寬波段干擾煙霧或者消光煙霧，迷?；蚋蓴_敵紅外、激光或毫米波制導(dǎo)武器和敵機(jī)載光電探測設(shè)備，保護(hù)我方的重要軍事和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

系統(tǒng)配用的電子時(shí)間引信，能夠?qū)椡栾w行時(shí)間進(jìn)行高精度定時(shí)，并在預(yù)定時(shí)間輸出起爆脈沖，同時(shí)其程序絕火和物理絕火，保證在預(yù)定時(shí)間彈丸不作用的情況下，處于安全狀態(tài)。因此，引信和裝定器必須具備良好的電磁兼容性能，以保證避免敵電磁環(huán)境或者電子干擾的影響，從而能夠充分發(fā)揮武器系統(tǒng)的戰(zhàn)斗效應(yīng)。

1 電磁兼容研究現(xiàn)狀

1.1 電磁兼容概念

電磁兼容(Electromagnetic Compatibility,簡稱EMC)一般指武器裝備及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中，能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備，都能正常工作，又互不干擾，達(dá)到兼容狀態(tài)。這個概念有兩層含義：

一是武器裝備及電子設(shè)備要具有抵抗外界電磁干擾的能力；

二是武器裝備及電子設(shè)備對外發(fā)射的電磁干擾不能超過一定的限值，要盡可能少[1～2]。

1.2 電磁兼容技術(shù)現(xiàn)狀[3～4]

電磁兼容作為一門新興的學(xué)科，其理論基礎(chǔ)涉及數(shù)學(xué)、電磁場理論、電路基礎(chǔ)、信號分析等學(xué)科與技術(shù)，其理論和應(yīng)用研究始終在不斷地發(fā)展。

電磁兼容領(lǐng)域的理論研究、特性測量和產(chǎn)品開發(fā)，需要投入高科技專業(yè)人才和巨大的資金，做基礎(chǔ)理論研究可能需要3～5年，甚至10年或更長的時(shí)間，才可能將成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)化為測試技術(shù)。而相當(dāng)于一般性的高科技產(chǎn)品，市場需求量小很多，形成了高投入、低產(chǎn)出的不良局面，因此從事研究的機(jī)構(gòu)較少。在國外，電磁兼容的理論研究，主要由一些國立研究機(jī)構(gòu)、較著名的大學(xué)和研究所承擔(dān)，少數(shù)實(shí)力雄厚的大公司也進(jìn)行一些基礎(chǔ)理論的研究。

國外開展電磁兼容技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)，大致分為兩類：

一類是以美國NIST、英國NPL以及德國PTB等為代表的國立研究機(jī)構(gòu)，他們主要從事各類測量天線、磁場探頭、電場探頭和EMC測試場地的校準(zhǔn)研究，并對外提供服務(wù)。

另一類則是專門從事校準(zhǔn)服務(wù)的公司，以及EMC檢測設(shè)備制造商的校準(zhǔn)試驗(yàn)室，他們均取得了國際上一些著名認(rèn)證機(jī)構(gòu)的授權(quán)。

我國最早從事電磁兼容技術(shù)研究的，是上海電器科學(xué)研究所。早在1962年，就開始進(jìn)行無線電干擾的測量和船用電機(jī)電器無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。從事電磁兼容學(xué)科研究的大學(xué)，主要有北京郵電大學(xué)、北京交通大學(xué)和東南大學(xué)等。從事電磁兼容檢測的研究所，有上海電器科學(xué)研究所、信息產(chǎn)業(yè)部電子三所、四所、五所和廣州電器科學(xué)研究所、武漢高壓研究所等。

2 方案及實(shí)施

2.1 試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展，也刺激了對電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作的需求，一些發(fā)達(dá)國家在EMC技術(shù)的研究、標(biāo)準(zhǔn)的制定、EMC測試及認(rèn)證方面處于領(lǐng)先地位。無論是民用還是軍用，各個發(fā)達(dá)國家都制定了許多詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。我國雖然在這方面起步較晚，但有關(guān)部門也緊跟國際步伐，取得不少成果。尤其在制定軍用標(biāo)準(zhǔn)方面，通過吸收與借鑒國外的相關(guān)知識，結(jié)合我國自身的特點(diǎn)，頒布了國家軍用標(biāo)準(zhǔn)。

該試驗(yàn)主要依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：

GJB151A-97軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求；

GJB152A-97軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量；

GB/T17626.2-97靜電放電敏感度試驗(yàn)；

GJB2926-97電磁兼容性測試試驗(yàn)室認(rèn)可要求。

2.2 方案設(shè)計(jì)

電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：電場輻射敏感度試驗(yàn)、瞬變電磁場輻射敏感度試驗(yàn)以及靜電放電抗擾度試驗(yàn)。試驗(yàn)主要考核武器系統(tǒng)在特定電磁環(huán)境下的抗干擾能力，尤其是引信和裝定器能否正常裝定、可靠作用。

試驗(yàn)過程中抽樣引信16發(fā)（解除第一保險(xiǎn)，慣性開關(guān)閉合，保留兩個電點(diǎn)火管，其余火工品摘除），使用火箭發(fā)動機(jī)4套（不含發(fā)動機(jī)裝藥），發(fā)射用電點(diǎn)火頭16個，儲運(yùn)發(fā)裝置1套，引信裝定器1套（線纜模擬實(shí)際車載線纜），手動發(fā)火裝置1套，秒表1個，筆記本電腦1臺，穩(wěn)壓電源1臺，電磁兼容性實(shí)驗(yàn)室。

試驗(yàn)時(shí)引信、電點(diǎn)火頭與不含發(fā)動機(jī)裝藥發(fā)動機(jī)組件對接，組成模擬彈藥，電磁環(huán)境與實(shí)際車載發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射環(huán)境一致。同時(shí)打開儲運(yùn)發(fā)裝置后蓋，旋下鎖彈器，將彈藥裝入儲運(yùn)發(fā)裝置，旋上鎖彈器，彈藥連接上插針，旋上后蓋，保證彈藥與儲運(yùn)發(fā)裝置裝填狀態(tài)與真實(shí)狀態(tài)一致。

（1）電場輻射敏感度試驗(yàn)（RS103）。依據(jù)GJB152A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和抗擾度測量》中方法RS103規(guī)定的方法配置試驗(yàn)設(shè)備，并進(jìn)行校準(zhǔn)。

根據(jù)GJB151A-97中RS103電場輻射敏感度測試的要求，將電場輻射頻率10 kHz～18 GHz分GTEM室內(nèi)敏感度測試（10 kHz～1 GHz）和屏蔽室內(nèi)天線輻射敏感度測試（1～18 GHz）7 個頻段 (10 kHz～2 MHz，2～30 MHz，30～80 MHz，80 MHz～1 GHz，1～2.5 GHz，2.5～7.5 GHz，7.5～18 GHz)，輻射強(qiáng)度不低于50 V/m。如圖1～圖7分別為7個頻段電場強(qiáng)度監(jiān)測值。

圖1 GTEM室內(nèi)測試平臺電場強(qiáng)度(10kHz～2MHz)

圖2 GTEM室內(nèi)測試平臺電場強(qiáng)度2MHz～30MHz)

圖3 GTEM室內(nèi)測試平臺電場強(qiáng)度(30MHz～80MHz)

圖4 GTEM室內(nèi)測試平臺電場強(qiáng)度(80MHz～1GHz)

圖5 屏蔽室測試區(qū)域電場強(qiáng)度(1～2.5GHz)

圖6 屏蔽室測試區(qū)域電場強(qiáng)度(2.5～7.5 GHz)

圖7 屏蔽室測試區(qū)域電場強(qiáng)度

將準(zhǔn)備好的儲運(yùn)發(fā)裝置與引信裝定器對接，對4發(fā)引信分別進(jìn)行10次不同時(shí)間的裝定，觀察每次裝定后系統(tǒng)反饋是否正常。在每個頻段對引信進(jìn)行時(shí)間裝定，選擇其中一路裝定發(fā)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，用秒表計(jì)時(shí)，看時(shí)間是否與裝定時(shí)間一致。引信斷電，打開已發(fā)火的儲運(yùn)發(fā)裝置，進(jìn)一步檢查彈藥是否正常作用，更換已發(fā)火引信。

最后打開儲運(yùn)發(fā)裝置，取出彈藥，進(jìn)一步檢查彈藥是否正常作用。

（2）瞬變電磁場敏感度試驗(yàn)（RS105）。依據(jù)GJB151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》中RS105的有關(guān)要求和GJB152A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量》中RS105的有關(guān)試驗(yàn)方法，進(jìn)行瞬變電磁場敏感度試驗(yàn)，脈沖電場幅度為50 kV/m，脈沖上升時(shí)間小于10 ns，脈沖寬度大于等于75 ns。

圖8 瞬變脈沖電場時(shí)域波形

將準(zhǔn)備好的儲運(yùn)發(fā)裝置與引信裝定器對接，對4發(fā)引信分別進(jìn)行10個不同時(shí)間的裝定，觀察每次裝定后系統(tǒng)反饋是否正常。對第1路裝定發(fā)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，用秒表計(jì)時(shí)，看時(shí)間是否與裝定時(shí)間一致。然后對其他3發(fā)引信進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，同樣用秒表計(jì)時(shí)，看時(shí)間是否與裝定時(shí)間一致。

最后打開儲運(yùn)發(fā)裝置，取出彈藥，進(jìn)一步檢查彈藥是否正常作用。

2.3 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB17626.2-1998《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電敏感度試驗(yàn)》的試驗(yàn)方法，對裝定器、儲運(yùn)發(fā)裝置各部位進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)。首先采用接觸放電方式和空氣放電方式，對彈體各部位進(jìn)行直接放電，接觸放電電壓8 kV，空氣放電電壓15 kV；然后，利用水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行間接放電。

準(zhǔn)備兩發(fā)模擬彈藥，將準(zhǔn)備好的儲運(yùn)發(fā)裝置與引信裝定器對接，給引信上電，進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)；依次完成接觸式放電、空氣式放電和水平（垂直）耦合板間接放電，每個試驗(yàn)點(diǎn)放電次數(shù)為10次，放電間隔時(shí)間取1 s；將儲運(yùn)發(fā)裝置置于正常環(huán)境，對兩發(fā)引信裝定時(shí)間，觀察系統(tǒng)反饋是否正常。時(shí)間裝定完成后，對兩發(fā)引信進(jìn)行點(diǎn)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，根據(jù)電點(diǎn)火頭發(fā)火的聲音，用秒表計(jì)時(shí)，看時(shí)間是否與裝定時(shí)間一致。打開儲運(yùn)發(fā)裝置，取出彈藥，進(jìn)一步檢查彈藥是否正常作用。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 電場輻射敏感度試驗(yàn)結(jié)果

按照GJB 151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》中方法RS103的極限值電平值，對火箭煙幕彈進(jìn)行電場輻射敏感度測試，得到如下試驗(yàn)結(jié)果：

（1）在10 kHz～18 GHz全頻段內(nèi)，彈藥經(jīng)電場輻射后，電點(diǎn)火頭均無意外發(fā)火現(xiàn)象；

（2）在10 kHz～18 GHz全頻段內(nèi)，引信可反復(fù)裝定，系統(tǒng)反饋信息正確，試驗(yàn)彈藥全部正常作用。

3.2 瞬變電磁場敏感度試驗(yàn)結(jié)果

按照GJB 151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》中方法RS105的要求，對武器系統(tǒng)進(jìn)行電場輻射敏感度測試，得到如下結(jié)論：

（1）彈藥經(jīng)瞬變電磁場輻射后，電點(diǎn)火頭無意外發(fā)火；

（2）將經(jīng)過瞬變電磁場輻照后的儲運(yùn)發(fā)裝置，置于正常環(huán)境，引信仍可反復(fù)裝定，對兩發(fā)引信裝定時(shí)間后，系統(tǒng)反饋正常；

（3）時(shí)間裝定完成后，對兩發(fā)引信進(jìn)行點(diǎn)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，經(jīng)測定發(fā)火時(shí)間是與裝定時(shí)間一致，打開儲運(yùn)發(fā)裝置，彈藥全部正常作用。

3.3 靜電放電抗擾度試驗(yàn)結(jié)果

（1）對系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)依次完成接觸式放電、空氣式放電和水平（垂直）耦合板間接放電后，電點(diǎn)火頭均無意外發(fā)火；

（2）將經(jīng)過接觸式放電、空氣式放電和水平（垂直）耦合板間接放電后的儲運(yùn)發(fā)裝置置于正常環(huán)境，引信仍可反復(fù)裝定，對兩發(fā)引信裝定時(shí)間后，系統(tǒng)反饋正常；

（3）時(shí)間裝定完成后，對其中兩發(fā)引信進(jìn)行點(diǎn)火，觸發(fā)手動發(fā)火裝置，經(jīng)測定發(fā)火時(shí)間是與裝定時(shí)間一致。打開儲運(yùn)發(fā)裝置，彈藥全部正常作用。

4 結(jié)束語

通過武器系統(tǒng)的電磁兼容性試驗(yàn)，有效驗(yàn)證了其戰(zhàn)場防電磁干擾效能，但該試驗(yàn)也存在諸多需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方，例如如何有效判定密閉的實(shí)驗(yàn)空間內(nèi)，彈藥是否發(fā)生作用，目前只能通過主動的聽覺去判斷，尚存在一定的試驗(yàn)誤差。

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[2]林國榮.電磁干擾及控制[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3]陳淑鳳，馬蔚宇，馬曉慶.電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001.

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