唐惠芳

華中光電技術(shù)研究所—武漢光電國家實驗室，湖北武漢 430073

引言

艦載光電設備可晝夜工作、完全被動方式工作隱蔽性好、不受電子干擾、圖像清晰直觀等優(yōu)點；戰(zhàn)時，在強電子環(huán)境條件下，也可用于獨立對海上和空中來襲目標進行搜索、偵察、跟蹤、監(jiān)視和識別。艦載光電設備越來越得到各國海軍的高度重視，現(xiàn)在各國艦艇上都已加裝各型光電設備。而現(xiàn)代艦艇,尤其是大型艦艇結(jié)構(gòu)復雜,設備眾多,空間狹小,各種干擾問題較為突出。對艦載光電設備來講, 干擾主要是高頻電磁波通過電纜和電子設備相互作用所致。為提高艦載光電設備作戰(zhàn)效能,必須采取正確的方法對艦載光電設備的磁兼容進行控制。

1 艦載光電設備電磁干擾分析

在艦載光電設備中電磁干擾的傳播途徑主要有兩種，一種是干擾源在空間上的輻射耦合，干擾通過電磁波的形式耦合到敏感設備上。為滿足艦載光電設備小型化的要求，結(jié)構(gòu)設計緊湊，使得系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間的間距很小，導致空間輻射的能量大部分傳導給敏感設備。

電磁干擾另外一種傳播途徑就是通過導線的傳導耦合，它可通過電源線、信號線，當金屬導線流過的電流較大時，就可以轉(zhuǎn)化為輻射耦合，把干擾輻射到距離導線較近的敏感設備上。

2 電磁兼容性設計措施

2.1 結(jié)構(gòu)設計

按數(shù)字信號環(huán)、開關(guān)量、功率環(huán)的順序排列，將強弱信號進行分離；

控制機箱采用金屬機箱，其結(jié)構(gòu)設計滿足相關(guān)的EMC設計標準；機箱蓋板接縫處加RF襯墊（一般使用導電橡膠和導電膠）；插頭座選用具有良好屏蔽性能的不銹鋼插頭座；

電源模塊結(jié)構(gòu)設計采用金屬外殼屏蔽。

2.2 接地設計

系統(tǒng)采用“三套法”安全接地。

第一套——信號地：包括小信號回路、邏輯電路、控制電路以及接口電路的信號地。

第二套——系統(tǒng)電源地。

第三套——機殼地：包括機座、機箱等金屬結(jié)構(gòu)的外殼及屏蔽電纜的屏蔽層合并在一點接地。

2.3 布線設計

傳輸?shù)男盘栍幸曨l信號、數(shù)字信號、模擬信號等，其中模擬信號又有強、弱之分。所有干擾線和敏感信號的傳輸線均盡可能采用屏蔽線，以減少電磁泄漏和電磁耦合。電纜均采用雙屏蔽電纜，且根據(jù)傳輸信號的頻率分別提供單點和多點接地。

2.4 優(yōu)選接插件

外部接插件選用不銹鋼材料，該系列接插件具有考慮電磁干擾屏蔽的導電外殼，具有結(jié)構(gòu)先進、使用方便、抗振動、防鹽霧、高可靠的特點。

2.5 電路設計

通過電源濾波器將～220V/50Hz的電源功率傳輸?shù)皆O備，而大大衰減經(jīng)電源線傳入的EMI信號，保護設備免受其害。同時，它又抑制設備本身產(chǎn)生的EMI信號，防止它進入電網(wǎng)，危害其他設備。

在電路板級就盡可能進行電磁兼容設計。如印制電路板設計時盡量縮短走線的長度，采取接地柵網(wǎng)、多層板和電源去耦電容等方法降低噪聲。

減小源回路和敏感回路的環(huán)路面積，設法使信號線或載流線盡量靠近其回線；盡量把干擾源和敏感線分開敷設，盡量增大它們之間的距離。

3 結(jié)語

電磁兼容性是艦載光電設備的主要性能之一，電磁兼容設計是實現(xiàn)艦載光電設備規(guī)定功能、使設備效能得以充分發(fā)揮的重要保證。在進行設備功能設計的同時，必須進行電磁兼容設計。本文是在電磁兼容理論學習的基礎和實際工程應用中積累的一些經(jīng)驗,是工程實踐中的經(jīng)驗總結(jié),實踐證明采用本文提出的電磁兼容性設計措施，有效屏蔽了艦上各種電磁干擾對艦載光電設備的影響，大大提高了艦載光電設備的性能。

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