盧西義，肖凱寧

（1．61226部隊(duì)，北京 100079；2．解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院衛(wèi)星通信系，江蘇南京 210007）

美軍電磁環(huán)境效應(yīng)管理研究

盧西義1，2，肖凱寧1

（1．61226部隊(duì)，北京 100079；2．解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院衛(wèi)星通信系，江蘇南京 210007）

為有效地控制電磁環(huán)境效應(yīng)，美軍重視電磁環(huán)境效應(yīng)的管理。電磁環(huán)境效應(yīng)工作分為電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究工作和武器裝備壽命期電磁環(huán)境效應(yīng)工作，因此，將電磁環(huán)境效應(yīng)管理分類為基礎(chǔ)研究管理和武器裝備全壽命期管理，分析了其管理內(nèi)容和管理機(jī)制，總結(jié)了美軍電磁環(huán)境效應(yīng)管理的特點(diǎn)，為我軍實(shí)施電磁環(huán)境效應(yīng)管理提供借鑒。

電磁環(huán)境效應(yīng)；電磁環(huán)境效應(yīng)管理；綜合產(chǎn)品小組；試驗(yàn)與評(píng)價(jià)

美軍電磁環(huán)境效應(yīng)（E3）管理經(jīng)過長期的實(shí)踐總結(jié)，再實(shí)踐再總結(jié)，不斷豐富完善。其管理特點(diǎn)是有法可依，有章可循，責(zé)權(quán)明晰，方法科學(xué)。具體地說，國防部指令DoDD 3222．3－2004《國防部E3綱要》規(guī)定了E3政策［1］，明確了E3管理職責(zé)，各軍兵種部如陸軍ADA270441《陸軍E3綱要》［2］、海軍OPNAVINST 2400．20F－2007《E3和頻譜支持性政策和程序》［3］、海軍航空兵NAVAIRIST 2400．1－2009《E3和頻譜可支持性政策和程序》等也都建立了本軍種內(nèi)部的E3程序，使得E3管理責(zé)權(quán)明晰［4］；MIL－HDBK－237D－2005《采辦過程中的E3和頻譜可支持性指南》規(guī)定了各個(gè)采辦階段需要審查的技術(shù)文檔及試驗(yàn)報(bào)告，使得研制裝備的管理控制有章可循［5］；聯(lián)合頻譜中心等單位開發(fā)的EMC預(yù)測分析與E3評(píng)估軟件和數(shù)據(jù)庫，使得控制E3的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法得以利用；MIL－STD－461F《分系統(tǒng)和設(shè)備電磁干擾特性的控制要求》［6］，MIL－STD－464C《系統(tǒng)E3要求》使得武器裝備的E3要求和試驗(yàn)有法可依［7］。

1 E3

1．1 E3的定義

隨著人們對E3認(rèn)識(shí)的不斷深化，對E3的定義也在不斷拓展，美軍標(biāo)MIL－STD－464C－2010《系統(tǒng)E3要求》對E3的定義是：電磁環(huán)境對軍事力量，設(shè)備，系統(tǒng)和平臺(tái)運(yùn)行能力的影響，它涵蓋所有的電磁學(xué)科，包括電磁兼容性，電磁干擾，電磁易損性，電磁脈沖，電子防護(hù)、靜電放電、電磁輻射對人員、軍械和易揮發(fā)性物質(zhì)如燃油的危害。E3包括射頻系統(tǒng)、超寬帶設(shè)備、高功率微波系統(tǒng)、雷電和沉積靜電（P－static）等輻射源產(chǎn)生的電磁環(huán)境引起的電磁效應(yīng)［7］。

該定義是對MIL－STD－464A中E3定義的拓展，使得E3研究范圍擴(kuò)展到了電子防護(hù)、高功率微波及超寬帶武器。

1．2 E3工作

E3管理的內(nèi)容是E3相關(guān)工作，E3工作分為兩類，一類是對裝備研制起支撐作用的E3基礎(chǔ)研究工作；另一類是武器裝備論證、研制、生產(chǎn)和使用中涉及到的武器裝備全壽命期E3工作，具體如圖1所示。

1．2．1 電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究

從圖1可以看出，為確保武器裝備研制生產(chǎn)過程中全面控制電磁環(huán)境效應(yīng)，美軍開展了一系列的基礎(chǔ)研究工作來支持和保證。這些基礎(chǔ)研究工作包括EME基礎(chǔ)研究、系統(tǒng)E3要求的論證及設(shè)計(jì)技術(shù)、EMC預(yù)測分析及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、E3評(píng)估、E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)以及EME、E3標(biāo)準(zhǔn)的制修訂等。電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究工作做的越好，電磁環(huán)境工程技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)和管理水平就越高，其保障和監(jiān)督作用就越大。

圖1 E3工作

1．2．2 武器裝備全壽命期電磁環(huán)境效應(yīng)工作

武器裝備全壽命期電磁環(huán)境效應(yīng)工作包括確定電磁環(huán)境及電磁環(huán)境效應(yīng)要求、進(jìn)行控制E3的設(shè)計(jì)、EMC預(yù)測分析及E3評(píng)估、開展E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容。這些工作正常開展離不開電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究工作成果的支撐，如EME數(shù)據(jù)庫及E3標(biāo)準(zhǔn)是武器裝備E3要求論證的依據(jù)，EMC預(yù)測分析及E3評(píng)估軟件為E3頂層要求的向下分配、EMC預(yù)測及E3評(píng)估提供了手段；E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)為識(shí)別E3設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、驗(yàn)證E3控制水平提供了方法基礎(chǔ)。

2 美軍電磁環(huán)境效應(yīng)管理

電磁環(huán)境效應(yīng)管理是指為達(dá)到有效地控制電磁環(huán)境效應(yīng)的目的，對電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究工作和武器裝備系統(tǒng)工程中的電磁環(huán)境效應(yīng)工作進(jìn)行有效的組織、計(jì)劃、監(jiān)督和控制的管理活動(dòng)。電磁環(huán)境效應(yīng)管理體制是一個(gè)由多個(gè)層次、多種機(jī)構(gòu)組成的綜合系統(tǒng)，主要包括管理政策、管理內(nèi)容及職責(zé)、管理機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制等。

2．1 電磁環(huán)境效應(yīng)管理的政策

美軍電磁環(huán)境效應(yīng)管理實(shí)行國防部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和各軍兵種分散實(shí)施相結(jié)合的管理體制。國防部和各軍兵種的指令、指示明確了電磁環(huán)境效應(yīng)管理的政策、職責(zé)。

國防部指令DoDD 3222．3《國防部電磁環(huán)境效應(yīng)綱要》規(guī)定了電磁環(huán)境效應(yīng)管理的政策和職責(zé)。美國各軍兵種依據(jù)DoDD 3222．3，結(jié)合本兵種實(shí)際，在本兵種范圍內(nèi)建立了電磁環(huán)境效應(yīng)管理的政策和職責(zé)。國防部和各軍兵種的電磁環(huán)境效應(yīng)管理政策是一致的。

1）所有電氣與電子系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備和有電引爆裝置的武器，在預(yù)期的電磁環(huán)境中相互兼容工作，不會(huì)由于E3的影響造成不可忍受的性能降級(jí)。

在方案精選和技術(shù)開發(fā)階段盡早研究E3控制要求，在里程碑C之前全部確定，在整個(gè)采辦階段進(jìn)行驗(yàn)證。相關(guān)文件如能力研制文件（CDD）、能力生產(chǎn)文件（CPD）、設(shè)備說明書、信息保障計(jì)劃（ISP）、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃（TEMP）中明確E3控制和驗(yàn)證要求。

需要驗(yàn)證國防部武器、控制、通信、情報(bào)、預(yù)警、偵查和信息系統(tǒng)在預(yù)期工作電磁環(huán)境中的使用效能和生存性。在進(jìn)入系統(tǒng)驗(yàn)證和生產(chǎn)與部署階段之前需要確定和評(píng)估E3問題，并在關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查中評(píng)審。試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃應(yīng)包括關(guān)鍵的使用問題，需要驗(yàn)證系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設(shè)備的E3得到有效控制。在信息保障計(jì)劃中需要說明系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設(shè)備的電磁兼容。

在部隊(duì)訓(xùn)練、作戰(zhàn)和其他活動(dòng)中應(yīng)減輕HERO，HERP，HERF。

2）編制軍隊(duì)E3規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和手冊，強(qiáng)調(diào)接口和驗(yàn)證要求，確定使用性能，明確研制和使用試驗(yàn)方法；

3）研制EMC分析工具和數(shù)據(jù)庫、E3評(píng)估工具，以預(yù)測、防止和改正E3缺陷。

4）國防部有軍用系統(tǒng)在使用電磁環(huán)境中的E3試驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

此外，該指令將電磁環(huán)境效應(yīng)管理在職責(zé)在國防部范圍內(nèi)進(jìn)行了分配。

2．2 電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究管理

2．2．1 電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究管理的內(nèi)容

電磁環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)研究管理的內(nèi)容包括EME基礎(chǔ)工作（EME測量、采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用及分析技術(shù)）、系統(tǒng)E3要求論證及設(shè)計(jì)技術(shù)、EMC預(yù)測分析及E3評(píng)估技術(shù)、E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)、EME和E3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定等。

2．2．2 E3基礎(chǔ)研究管理機(jī)構(gòu)

聯(lián)合頻譜中心（JSC）負(fù)責(zé)國防部E3的基礎(chǔ)研究和管理。在E3基礎(chǔ)研究方面，JSC設(shè)計(jì)、開發(fā)并維護(hù)著電磁環(huán)境及E3相關(guān)的評(píng)估工具和數(shù)據(jù)庫。目前，美軍使用的EMC分析軟件及數(shù)據(jù)庫、E3評(píng)估工具、EME數(shù)據(jù)庫及預(yù)測分析、E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)等幾乎都由JSC開發(fā)，JSC開發(fā)并維護(hù)著200多種分析工具及數(shù)據(jù)庫；同時(shí)，JSC還編制EME和E3標(biāo)準(zhǔn)、指南等，所有這些基礎(chǔ)研究工作有力地支撐了武器裝備全壽命期的E3工作；在E3管理方面，各軍兵種部采集的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)、用頻武器裝備電磁頻譜特性參數(shù)等都要按照J(rèn)SC要求的格式上報(bào)；JSC的專家為各軍兵種提供解決的E3問題的服務(wù)；自1993年開始，JSC主辦年度E3項(xiàng)目審查會(huì)議，就E3相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行審查以及新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)等。

各軍兵種都設(shè)立的E3基礎(chǔ)研究和管理機(jī)構(gòu)。陸軍通信電子司令部（CECOM）下屬的研究研制和工程中心（RDEC）空間和陸地通信處（S＆TCD）［2］；海軍航空兵、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、空軍等也都設(shè)立了E3的研究和管理機(jī)構(gòu)。

2．3 美軍武器裝備全壽命期E3管理

2．3．1 美軍武器裝備E3管理的內(nèi)容

對具體的E3工程項(xiàng)目而言，E3管理內(nèi)容就是美軍標(biāo)MIL－STD－464C－2010《系統(tǒng)E3要求》規(guī)定的15個(gè)方面的要求，即：安全裕度，系統(tǒng)內(nèi)電磁兼容性，外部射頻電磁環(huán)境，高功率微波系統(tǒng)，雷電，電磁脈沖，分系統(tǒng)和設(shè)備電磁干擾，靜電荷控制，電磁輻射的危害，全壽命期E3加固，電搭接，外部接地，TEMPEST，系統(tǒng)間電磁兼容性，電磁頻譜兼容性管理。

2．3．2 美軍武器裝備E3管理機(jī)制

1）采用綜合產(chǎn)品小組（IPT）管理模式

美軍E3項(xiàng)目的管理采用產(chǎn)品綜合小組的管理模式。項(xiàng)目辦公室針對每一個(gè)項(xiàng)目建立一個(gè)E3工作級(jí)產(chǎn)品綜合組（WIPT），協(xié)助項(xiàng)目主任確保正在研制的平臺(tái)、系統(tǒng)、分系統(tǒng)和設(shè)備能與自身的EME和外部的EME在電磁方面兼容，監(jiān)控與項(xiàng)目有關(guān)的E3工作，在確定和實(shí)施E3問題解決方案方面提供協(xié)助，建立高層次協(xié)調(diào)渠道，E3 WIPT起到了作為E3問題審查、咨詢和技術(shù)顧問的重要作用［8］。

2）采用技術(shù)審查（IPT）管理機(jī)制

在項(xiàng)目的系統(tǒng)工程中設(shè)置關(guān)鍵點(diǎn)，并在該點(diǎn)檢查E3相關(guān)信息，作出相應(yīng)決策，以降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。MILHDBK－237D詳細(xì)規(guī)定了在系統(tǒng)工程技術(shù)審查的各個(gè)階段的審查目的、審查內(nèi)容和推薦的E3和SS措施。圖2給出了E3的系統(tǒng)工程階段技術(shù)審查節(jié)點(diǎn)設(shè)置及審查項(xiàng)目。

3）E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)管理

圖2 E3系統(tǒng)工程審查項(xiàng)目

E3試驗(yàn)分為研制試驗(yàn)與評(píng)價(jià)（DT＆E）、使用試驗(yàn)與評(píng)價(jià)（OT＆E）。美軍極其重視試驗(yàn)與評(píng)價(jià)工作，國防部和各軍兵種部都設(shè)立的DT＆E，OT＆E的管理機(jī)構(gòu)，建設(shè)了E3試驗(yàn)設(shè)施。利用E3試驗(yàn)確定E3性能水平，幫助發(fā)現(xiàn)和修正E3缺陷，為權(quán)衡分析，降低風(fēng)險(xiǎn)和細(xì)化要求提供支持。

3 美軍E3管理的特點(diǎn)

3．1 注重E3基礎(chǔ)研究

美軍對E3相關(guān)基礎(chǔ)研究在國防部范圍內(nèi)進(jìn)行了分工，在最初的國防部電磁兼容性程序DoDD 3222．3中明確：美國海軍負(fù)責(zé)研究制定EMC的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；美國陸軍部負(fù)責(zé)電磁兼容性測試方法和測試設(shè)備研制；美國空軍部負(fù)責(zé)電磁兼容性預(yù)測分析和數(shù)據(jù)庫研制。后來，隨著美軍對E3認(rèn)識(shí)的不斷提高，以國防部電磁兼容性分析中心為主體組建了美軍聯(lián)合頻譜中心，將國防部電磁兼容性程序拓展為國防部E3綱要，對E3相關(guān)基礎(chǔ)研究工作在國防部范圍內(nèi)進(jìn)行了分配，規(guī)定了每項(xiàng)工作的責(zé)任人。目前，美軍在基礎(chǔ)研究方面取得了很多成果，并將這些研究成果固化為技術(shù)支撐手段，為E3相關(guān)工作服務(wù)，大大提高了美軍控制E3的設(shè)計(jì)水平很高。

3．2 重視E3試驗(yàn)與評(píng)價(jià)

試驗(yàn)與評(píng)價(jià)的作用是確定性能水平，幫助研制者糾正缺陷，同時(shí)也是決策過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為權(quán)衡分析、降低風(fēng)險(xiǎn)和細(xì)化要求提供支持性信息。美軍利用研制試驗(yàn)與評(píng)價(jià)驗(yàn)證是否已經(jīng)滿足技術(shù)性能規(guī)范，利用使用試驗(yàn)與評(píng)價(jià)確保武器裝備在真實(shí)的環(huán)境下滿足用戶要求。美軍對試驗(yàn)與評(píng)價(jià)工作極為重視，并將其作為武器裝備采辦過程中的一個(gè)必不可少的組成部分，為各階段里程碑決策提供重要技術(shù)支持。

3．3 對研制項(xiàng)目E3的全壽命期管理

美軍對項(xiàng)目E3進(jìn)行全壽命期管理，從電磁環(huán)境論證、E3要求的提出、E3要求細(xì)化為設(shè)備規(guī)范、到預(yù)測分析和試驗(yàn)分析E3要求的滿足程度，以及定型試驗(yàn)考核實(shí)施全壽命期管理，切實(shí)做好了武器裝備的優(yōu)生優(yōu)育工作。

［1］ DoDD 3222．3，DoD electromagnetic environmental effects（E3）program［S］．2004．

［2］ ADA270441，Army Acquisition Executive Policy Memorandum 91－3，Army Electromagnetic Environmental Effects Program Implementation［S］．2004．

［3］ OPNAVINST 2400．20F N－2007，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2007．

［4］ NAVAIRIST 2400．1 AIR－4．1．13－2009，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2009．

［5］ MIL－HDBK－237D，Electromagnetic environmental effects and spectrum supportability guidance for the acquisition process［S］．2005．

［6］ MIL－STD－461F，Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment［S］．2007．

［7］ MIL－STD－464C，Electromagnetic environmental effects requirements for systems［S］．2010．

［8］ DoDD 5000．1，The defense acquisition system［S］．2003．

TP393．08

A

1008－1542（2011）07－0132－04

2011－06－20；責(zé)任編輯：馮 民

盧西義（1972－），男，山東日照人，工程師，主要從事電磁環(huán)境效應(yīng)、電磁頻譜管理方面的研究。