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        某雷達(dá)產(chǎn)品關(guān)于RE102試驗(yàn)問題分析

        2012-09-30 02:08:58戴斌張炫
        火控雷達(dá)技術(shù) 2012年1期
        關(guān)鍵詞:配電箱工裝屏蔽

        戴斌張炫

        (西安電子工程研究所 西安 710100)

        1 引言

        電磁兼容(electromagnetic compatibility,簡稱EMC)作為上世紀(jì)末、本世紀(jì)初電氣、電子科學(xué)中一門迅速發(fā)展的綜合性前沿學(xué)科,有著極強(qiáng)的理論性以及工程實(shí)踐性。充分了解電磁兼容設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配,直接決定了設(shè)備的電磁兼容性能。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行GJB指定的各項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)仍會出現(xiàn)超標(biāo)??疾霦UT相關(guān)問題的同時,不可忽視EUT的測試工裝可能帶來的干擾。工裝的主要作用包括:為EUT提供結(jié)構(gòu)支撐,接近真實(shí)的工作環(huán)境,也方便吊裝和搬運(yùn);提供臨時的時序統(tǒng)一起點(diǎn);觀察、記錄EUT工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)等等,其本身不屬于測試對象。本文主要總結(jié)某軍品雷達(dá)在RE102(電磁場輻射發(fā)射)試驗(yàn)中針對超標(biāo)進(jìn)行的分析和整改。

        2 試驗(yàn)對象描述

        被測產(chǎn)品為兩部工作在不同頻率段的地面軍用雷達(dá),分別安裝在兩個基本封閉的方型工裝上,工裝內(nèi)放置驅(qū)動器、信號處理等分系統(tǒng)。工裝一側(cè)開有圓形孔,主要用于內(nèi)外部電纜連接。其他外部設(shè)備:由CAN總線連接的一臺工控機(jī);為系統(tǒng)提供統(tǒng)一定時信號的時統(tǒng)模塊;直流、交流的配電控制箱。工裝與所有外部設(shè)備均不屬于正式產(chǎn)品。其中一部雷達(dá)測試系統(tǒng)示意圖如圖1所示。兩部雷達(dá)嚴(yán)格按照電磁兼容性設(shè)計(jì),并在電裝和鉗裝過程中貫徹了設(shè)計(jì)要求,著重裝配細(xì)節(jié),滿足電磁兼容性設(shè)計(jì)規(guī)范。

        3 試驗(yàn)測試與整改分析

        3.1 整改前試驗(yàn)結(jié)果與分析

        如圖2-圖5所示,垂直極化方式是從2MHz到18GHz頻率進(jìn)行接收,水平極化方式是從30MHz到18GHz頻率進(jìn)行接收,縱坐標(biāo)為測試天線接收到的輻射功率,單位為 dBμV/m。分段直線為滿足RE102指標(biāo)要求的極限值(注:圖2為摸底測試結(jié)果,指標(biāo)要求參見其它圖中曲線)。由圖上觀察可知,兩條垂直極化測試曲線在2MHz~500MHz頻段內(nèi)有嚴(yán)重的超標(biāo),尤其在是20MHz以內(nèi)的中頻部分。此外,雷達(dá)B在200MHz左右有嚴(yán)重的泄漏。而兩條水平極化測試曲線顯示在50MHz~100MHz有普遍的泄漏,并且在200MHz頻率附近雷達(dá)B也有著比較明顯的輻射泄漏。通過了解EUT的工作原理和信號流程,200MHz信號是雷達(dá)工作后輻射泄漏帶來的。

        中頻部分的超標(biāo)是泄露、傳導(dǎo)、干擾等原因?qū)е碌摹a槍UT及其外部設(shè)備觀察與分析可知:首先,供電線路400Hz交流電源及時統(tǒng)供電的+28V進(jìn)行了濾波。但配電箱中,交流轉(zhuǎn)換成為直流后,沒有濾波就直接注入系統(tǒng)。且配電箱作為一個半密封的、帶有復(fù)雜電磁場環(huán)境的非被測設(shè)備,沒有良好的接地和完整的屏蔽,放置于接收天線附近。其次,幾根裸露在外的電纜,僅按測試輔助級別制作,沒有經(jīng)過良好的屏蔽處理。連接器尾夾也選用不當(dāng)。這將配電箱、監(jiān)視設(shè)備和時統(tǒng)上的干擾通過電纜輻射帶入測試環(huán)境。最后,EUT調(diào)試工裝沒有接地點(diǎn);各蓋板連接面上為絕緣漆;外殼結(jié)構(gòu)不封閉,存在泄漏源。整個工裝沒有起到屏蔽效果,這導(dǎo)致工裝內(nèi)復(fù)雜電磁環(huán)境所產(chǎn)生的電磁波,通過各個泄漏口輻射出來,直接影響測試結(jié)果。

        3.2 試驗(yàn)中若干問題的解決

        3.2.1 配電箱產(chǎn)生十分嚴(yán)重的高次諧波空間輻射干擾,并且通過電纜的傳導(dǎo),構(gòu)成強(qiáng)烈的干擾源。增加電源濾波器,最大限度獲得對電磁噪聲的抑制。三相四線濾波器中的三相的每一相對中線都是單環(huán)電源濾波器的典型電路。直流濾波器是為了抑制開關(guān)電源對其直流負(fù)載產(chǎn)生的共模、差模干擾。濾波器的選擇與安裝注意事項(xiàng)請參考文獻(xiàn)[4]。此外,提高配電設(shè)備的屏蔽和接地性能:用銅箔膠帶封閉配電箱的通風(fēng)孔;在機(jī)箱面板接縫處、插座與殼體的接觸面上增加導(dǎo)電密封膠條;補(bǔ)全缺損的螺釘;將配電箱移至天線足夠遠(yuǎn)處,打掉底面絕緣漆,與金屬地板良好接觸。

        3.2.2 連接各部分的電纜也存在著電磁干擾,主要是傳導(dǎo)干擾。當(dāng)然,也會發(fā)射電磁波,存在著輻射干擾,尤其當(dāng)傳輸信號頻率超過30MHz,輻射干擾就比較明顯。所以裸露在外的電纜需要選用屏蔽層進(jìn)行包裹。制作電纜的屏蔽層要求連續(xù),沒有截?cái)嗲腋魈幘鶆蚓o密,從而保持屏蔽層的屏蔽阻抗分布均勻。在電纜兩端選用導(dǎo)電尾部附件,屏蔽層與連接器尾夾360°最大接觸,避免阻抗突變帶來反射。

        3.2.3 用大小合適的導(dǎo)電布蒙裹配電箱、時統(tǒng)模塊、工控機(jī),把外部干擾降到最小。另外,對雷達(dá)工裝進(jìn)行檢查,首先判斷工裝內(nèi)部的各系統(tǒng)與導(dǎo)電內(nèi)壁是否有良好的接地。其次,檢查雷達(dá)B是否是完整的屏蔽整體。檢查中發(fā)現(xiàn),密封面上使用的不是導(dǎo)電膠條,降低了整部雷達(dá)的屏蔽效能。因此,選用合適的導(dǎo)電膠條對原膠條進(jìn)行更換。打掉門板連接處兩端的絕緣漆,蓋好門板后,用銅箔膠帶密封。同樣密封工裝側(cè)面電纜輸入的小孔。最后,使用與整個殼體導(dǎo)通的導(dǎo)電支撐腿,起到更好的接地作用。

        3.3 試驗(yàn)結(jié)果

        經(jīng)過對EUT的配套供電設(shè)備、電纜及工裝的分析和整改,試驗(yàn)結(jié)果如圖6至圖9所示,效果顯著,輻射大范圍超標(biāo)的現(xiàn)象得到了抑制。

        圖9 雷達(dá)BRE102測試曲線(水平極化)

        4 結(jié)束語

        電磁兼容試驗(yàn)中,RE102作為電磁兼容性要求最為苛刻的一項(xiàng),最能體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對于電磁兼容性的滿足程度。做好現(xiàn)場EUT及其配套設(shè)備的電磁兼容性分析與整改,才能更好的排除外界其他因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響,更有助于我們了解產(chǎn)品,并在以后的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)中少走彎路,從而降低各種科研成本。但值得指出,并非所有被測設(shè)備經(jīng)過現(xiàn)場整改都能達(dá)到滿意的效果,決定其電磁兼容性能的重中之重,仍然在于產(chǎn)品的設(shè)計(jì),而現(xiàn)場整改的效果還是極其有限的。

        [1]GJB151A-97軍用設(shè)備的電磁敏感度要求[S].1997.

        [2]軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量[S],1997.

        [3]區(qū)健昌.電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

        [4]戴斌,高劍.某軍品雷達(dá)電磁兼容試驗(yàn)若干問題解決方法[J],火控雷達(dá)技術(shù),2008(1):101-103.

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