民航江蘇空管分局徐連導(dǎo)航站 汪晉峰

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二次雷達(dá)設(shè)備機(jī)房靜電防護(hù)

民航江蘇空管分局徐連導(dǎo)航站 汪晉峰

【摘要】靜電對(duì)精密設(shè)備的影響；靜電潛在的危害及防護(hù)對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】雷達(dá)接收機(jī)；自動(dòng)增益控制（AGC）；靈敏度時(shí)間控制（STC）

引言

單脈沖二次雷達(dá)機(jī)房主要有收發(fā)機(jī)、錄取器、雷達(dá)頭數(shù)據(jù)處理器和監(jiān)視單元等設(shè)備組成。機(jī)房的靜電源在一定條件下產(chǎn)生的靜電放電（ESD），其對(duì)電子設(shè)備的危害主要表現(xiàn)為瞬態(tài)電磁干擾，雷達(dá)接收機(jī)與其它電子設(shè)備相比較，其對(duì)電磁干擾的敏感度要大一些，主要原因?yàn)椋?、接受機(jī)屬于高靈敏度電子設(shè)備，臨界靈敏度一般在-110dBm～100 dBm，其概念為1毫瓦的雜波功率源只要有1×10-10mw功率耦合到接收機(jī)的輸入端并在接收通道中進(jìn)行變頻放大，就可能在接收機(jī)的輸出端造成干擾。2、接收機(jī)電路之間的耦合和干擾要比同一類型的電路復(fù)雜的多。3、接收系統(tǒng)是一種變頻系統(tǒng)，不論是接收機(jī)還是頻率源，在產(chǎn)生各種需要的頻率的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生若干不需要的諧波和雜波。主要表現(xiàn)：在實(shí)際工作過(guò)程中，ESD致使的晶體管工作點(diǎn)的偏移、環(huán)境溫度的影響等將使AGC發(fā)生偏差。AGC是一種反饋技術(shù)，作用是調(diào)整接收機(jī)的增益，使系統(tǒng)保持適當(dāng)?shù)脑鲆娣秶?，平衡接收機(jī)和（Σ）差（Δ）通道的增益。接收機(jī)增益確定了接收機(jī)輸出信號(hào)的幅度，而在單脈沖跟蹤雷達(dá)中，幅度與相位的穩(wěn)定性直接影響著測(cè)角精度。自動(dòng)增益控制（AGC）和靈敏度時(shí)間控制（STC）是雷達(dá)接收機(jī)抗飽和、擴(kuò)展動(dòng)態(tài)及保持接收機(jī)增益穩(wěn)定的主要措施?，F(xiàn)就本場(chǎng)機(jī)房現(xiàn)狀部分闡述靜電放電、危害、防護(hù)原則及方法。

一、靜電放電

靜電放電是指帶電體周圍的場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，因介質(zhì)產(chǎn)生電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消失的現(xiàn)象。作為一種常見的近場(chǎng)危害源，ESD過(guò)程中可形成高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)、瞬時(shí)大電流，其電流波形的上升時(shí)間可小于1ns，并伴隨有強(qiáng)電磁輻射，形成靜電放電電磁脈沖（ESD EMP）。靜電放電電磁脈沖不僅可以對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重干擾和損壞，而且還可能形成潛在性危害，使電子設(shè)備的工作可靠性降低，引發(fā)重大工程事故。尤其是潛在性失效具有隱蔽性，很難檢測(cè)。

二、靜電危害

由于靜電是普遍存在的，而且ESD是一種隨機(jī)過(guò)程，可以改變半導(dǎo)體器件的電性能，使它降級(jí)或損壞，擾亂電子設(shè)備的正常維護(hù)操作，引發(fā)設(shè)備故障或損壞，帶電體表面的靜電荷能夠吸引污染物，當(dāng)硅晶體或器件的電路部分沾染了灰塵，就會(huì)造成電路不可預(yù)測(cè)的缺陷，2006年3月本場(chǎng)雷達(dá)設(shè)備脫機(jī)清洗前，檢測(cè)污染度（灰塵、油污、累計(jì)靜電）就屬于重度污染。對(duì)于電子設(shè)備，靜電危害具有以下特點(diǎn)：

1、普遍性和隨機(jī)性：只要電子元器件接觸或靠近超過(guò)其靜電放電敏感電壓閾值的帶電體存在，就有可能發(fā)生靜電放電損壞，而由于靜電可以在任何兩種物體接觸分離的條件下產(chǎn)生，故電子元器件的靜電放電損傷有可能在設(shè)備使用維護(hù)的任一環(huán)節(jié)時(shí)發(fā)生，具有很大的普遍性和隨機(jī)性。

2、隱蔽性：在電子器件的人為維護(hù)過(guò)程中，一般情況下，人體操作過(guò)程中常常會(huì)帶上靜電，其靜電電位會(huì)達(dá)到1～2KV范圍。發(fā)生靜電放電時(shí)，人體一般并無(wú)感覺，而電子元器件卻在人們不知不覺中受到損傷。

三、靜電危害防護(hù)原則

確立靜電安全防護(hù)原則的最基本依據(jù)是形成靜電危害的三個(gè)基本條件，另外，靜電危害的作用機(jī)理和特點(diǎn)，危險(xiǎn)靜電源與靜電敏感物質(zhì)之間的能量耦合途徑與模式，也是確立靜電安全防護(hù)原則和靜電防護(hù)措施的重要依據(jù)。

1、控制靜電起電量和電荷積聚，防止危險(xiǎn)靜電源的形成。

2、使用靜電感度低的物質(zhì)，降低場(chǎng)所危險(xiǎn)程度。

3、采用綜合防護(hù)加固技術(shù)，阻止ESD能量耦合。

四、遵照靜電安全防護(hù)原則，為防止靜電危害采取的方法對(duì)策

1、控制靜電起電率防止危險(xiǎn)靜電源的形成：靜電起電率是指單位時(shí)間物體上電荷的增加量，電荷消散速率是指單位時(shí)間物體上泄漏電荷和通過(guò)空氣中和的電荷總量。危險(xiǎn)靜電源的形成是由于物體的靜電起電率大于電荷消散速率，使物體電荷總量不斷積累形成了靜電帶電體。靜電起電率與電荷消散速率相比越大，帶電體上積累的電荷越多，對(duì)地電位越高，積累的靜電能量越高，這種靜電源就越危險(xiǎn)。所以，有效的控制靜電起電率，是防止靜電危害的基本對(duì)策之一。（1）減少物體間摩擦；（2）控制物體之間的接觸分離速度和次數(shù)，同時(shí)使運(yùn)動(dòng)物體的速度緩慢變化，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量減少機(jī)柜門的開啟次數(shù)，特別是側(cè)面門。

2、增大電荷消散速率防止電荷積聚：（1）提高環(huán)境的相對(duì)濕度。當(dāng)相對(duì)濕度增加到50%時(shí)，一般物體的靜電帶電量明顯減少，當(dāng)相對(duì)濕度在65%以上時(shí)，幾乎所有物體的表面電阻率都減少，提高了物體的電荷泄漏速率。Alenia二次雷達(dá)設(shè)備的維護(hù)手冊(cè)上要求機(jī)房的相對(duì)濕度滿足50%～70%，連云港位于淮河以北，除夏季以外，機(jī)房在未采取加濕情況下，經(jīng)測(cè)室內(nèi)相對(duì)濕度一般在38.6%左右，地面泄漏電阻在1×109Ω，這就要求通過(guò)制造一個(gè)人造的小氣候環(huán)境，使局部空間的相對(duì)濕度人為的提高到所需的水平，如使用恒溫恒濕調(diào)節(jié)器。加濕法消除靜電危害效果明顯，易操作，但也存在問題應(yīng)注意：a、有些加濕手段本身也能產(chǎn)生靜電。b、高濕度不僅成本昂貴，而且潮濕，易增加設(shè)備銹蝕的機(jī)會(huì)。（2）在靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行合理的靜電接地和搭接，使物體保持有電荷泄漏的良好通道。本場(chǎng)機(jī)房通過(guò)鋪設(shè)防靜電地板進(jìn)行靜電接地，現(xiàn)測(cè)地面泄漏電阻為1×109Ω，應(yīng)滿足《SJ/T10796-2001》防靜電活動(dòng)地板通用規(guī)范。（3）在雷達(dá)設(shè)備機(jī)房，可使用離子風(fēng)等靜電中和消除器，定期中和設(shè)備上積累的電荷，使危險(xiǎn)靜電源不能形成。

3、采用抗ESD設(shè)計(jì)和防護(hù)加固技術(shù)提高電路抗電磁干擾能力。

4、加強(qiáng)對(duì)靜電危害工作區(qū)人員和移動(dòng)目標(biāo)的靜電控制：在許多情況下，人體是主要的靜電源。一些簡(jiǎn)單的活動(dòng)，譬如四處走動(dòng)或者修理設(shè)備過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生上千伏特的電壓。如果不加以適當(dāng)?shù)目刂?，這些靜電荷就會(huì)對(duì)電磁敏感器件造成危害（人體ESD模型）。（1）維護(hù)人員必須正確佩帶防靜電腕帶，確保腕帶可靠接地、腕帶和人體皮膚的良好接觸。腕帶必須經(jīng)常測(cè)試，以保證人體始終靜電接地。（2）在靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所，不準(zhǔn)脫換衣服，不準(zhǔn)擁抱、跑跳，因?yàn)樵诟稍锃h(huán)境，上述行為皆可能產(chǎn)生較高的起電率，并可以保持很高的靜電電位（最高可達(dá)60KV）。（3）結(jié)合防靜電地板使用導(dǎo)電鞋、防靜電鞋或足跟接地器，構(gòu)成接地路徑。機(jī)房?jī)?nèi)不能使用自動(dòng)鞋套機(jī)（塑料帶）。

五、結(jié)語(yǔ)

關(guān)于設(shè)備機(jī)房的靜電防護(hù)，最重要的是加強(qiáng)靜電安全管理，它是貫徹上述“原則”、“方法”的基本保證，也是靜電防護(hù)工作中最基本的要求。只有加強(qiáng)靜電安全管理工作，才能使各項(xiàng)防護(hù)原則和有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)貫徹實(shí)施，使防護(hù)器材和設(shè)施得到維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備機(jī)房靜電危害徹底消除。