張立堯 肖海軍 吉利 張世海（天津航空機(jī)電有限公司，天津 300308）

機(jī)載短波電臺(tái)干擾火警傳感器電磁兼容研究與干擾抑制

張立堯 肖海軍 吉利 張世海
（天津航空機(jī)電有限公司，天津 300308）

針對(duì)某型飛機(jī)機(jī)載短波電臺(tái)開(kāi)機(jī)后對(duì)火警傳感器存在較大的電磁干擾，而引起火警系統(tǒng)報(bào)虛警問(wèn)題，進(jìn)行了理論分析并提出了解決方法。首先，對(duì)記載短波電臺(tái)開(kāi)機(jī)后對(duì)火警傳感器的干擾機(jī)理進(jìn)行了分析，確定了干擾來(lái)源與傳播路徑；其次，對(duì)輻射耦合進(jìn)行了理論分析；然后，在不更改短波電臺(tái)功率等條件下，進(jìn)行了電磁干擾抑制；最后，對(duì)因電磁干擾引起的機(jī)上火警控制系統(tǒng)誤報(bào)警問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，提出了幾方面解決方案。經(jīng)飛行試驗(yàn)證明了電磁干擾抑制方法的有效性和可行性。

短波電臺(tái) 電磁干擾 火警虛警 電磁兼容

機(jī)上防火系統(tǒng)的根本目的是：早期發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)火災(zāi)，及時(shí)向飛行員警示發(fā)動(dòng)機(jī)艙、貨倉(cāng)等火災(zāi)的發(fā)生，使飛行員采取有效措施控制并撲滅火災(zāi)， 減少或避免火災(zāi)損失， 保證飛行安全。對(duì)于防火系統(tǒng)，如何降低其虛警率一直是一個(gè)重要的課題。尤其是近年來(lái)隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)載電子設(shè)備功能的不斷加強(qiáng)，飛機(jī)電磁干擾問(wèn)題凸顯出來(lái)，這更加劇了火警傳感器的虛警問(wèn)題。如某型飛機(jī)在地面開(kāi)啟短波電臺(tái)并進(jìn)行通話(huà)后，發(fā)動(dòng)機(jī)艙火警燈不規(guī)則的點(diǎn)亮和熄滅，經(jīng)查為火警虛警?；鹁到y(tǒng)虛警，既增加了飛行員工作量和心理壓力，又可能因關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)等處理措施，導(dǎo)致其他飛行任務(wù)無(wú)法完成，甚至影響飛行員和飛機(jī)的安全。因此，開(kāi)展抑制短波電臺(tái)對(duì)火警系統(tǒng)電磁干擾的工作顯得尤為重要。

1 短波電臺(tái)電磁干擾途徑分析

某型飛機(jī)選用的機(jī)載短波電臺(tái)，按技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，指標(biāo)達(dá)標(biāo)。在裝機(jī)后電臺(tái)工作正常，但在短波電臺(tái)發(fā)話(huà)時(shí)，存在火警系統(tǒng)燈閃亮的情況。

一般而言，從各種電磁干擾源至敏感設(shè)備的通路或媒介，即電磁干擾傳播途徑，有兩種方式：一種是傳導(dǎo)耦合方式；另一種是輻射耦合方式［1］。

通過(guò)一系列電磁干擾狀態(tài)試驗(yàn)分析可以得出如下結(jié)論：（1）干擾源是短波電臺(tái)天線(xiàn)輻射的高頻電磁能量；（2）干擾耦合通道是輻射耦合，即干擾源通過(guò)空間傳播影響火警系統(tǒng)；（3）被干擾對(duì)象的敏感部件為火警系統(tǒng)的低頻電纜。

2 輻射耦合理論分析

電流元的電磁輻射很富有代表性，它具備的很多特性是任何其它天線(xiàn)所共有的。如圖1所示，電流元的直徑 d遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度 l，而其長(zhǎng)度又遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)以及觀察距離。

使用球坐標(biāo)系，如圖2。利用矢量磁位 A計(jì)算其輻射場(chǎng)。那么該線(xiàn)電流 I產(chǎn)生的矢量磁位 A為

圖1 電流元示意圖

圖2 球形坐標(biāo)系

按照文獻(xiàn)3中短波電臺(tái)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，短波電臺(tái)天線(xiàn)長(zhǎng)度為1.1m的垂直天線(xiàn)，到最近的火警傳感器距離 1r m=，短波電臺(tái)功率為100W，天線(xiàn)輸入端電流 1.4I A=，飛機(jī)蒙皮的長(zhǎng)槍衰減修正值 50M dB≈，低頻電纜耦合衰減修正值 20N dB≈ 。則低頻電纜中的等效耦合功率約為 25dBm- 。

3 電磁干擾抑制方法

由于確定干擾源是短波電臺(tái)天線(xiàn)輻射的高頻能量，對(duì)短波電臺(tái)來(lái)說(shuō)是其正常輻射信號(hào)，并且短波電臺(tái)在降低功率至60W 時(shí) 扔報(bào)虛警，消除干擾難以從干擾源入手，按照電磁兼容整治措施優(yōu)選原則出發(fā)，應(yīng)該在干擾敏感部件端降低對(duì)干擾的敏感度。對(duì)于輻射型電磁干擾，最有效的抑制措施就是屏蔽。具體的干擾抑制思路如下：

3.1 火警傳感器低頻線(xiàn)纜屏蔽處理

某型飛機(jī)選用的火警傳感器，其工作原理為：發(fā)生火災(zāi)，傳感器將火警信號(hào)轉(zhuǎn)換為mv級(jí)的電壓信號(hào)，傳輸給火警控制盒。因火警傳感器為無(wú)源器件，故需要對(duì)傳感器鏈接線(xiàn)纜進(jìn)行屏蔽處理。之前選用的線(xiàn)纜即為屏蔽雙絞線(xiàn)，但因傳感器本省感應(yīng)的電壓信號(hào)較小，還是極易輻射進(jìn)射頻信號(hào)。故將整條線(xiàn)纜套防波套。考慮到飛機(jī)增重問(wèn)題和傳感器線(xiàn)纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且與短波電臺(tái)線(xiàn)纜相鄰處并不多，故決定僅就線(xiàn)纜各對(duì)接插頭、火警控制盒插頭等位置的兩端，增加200mm的防波套。

3.2 屏蔽插頭

普通電連接器由于連接界面及尾部均存在較大的泄漏縫隙，影響屏蔽效果，不能滿(mǎn)足防火系統(tǒng)整體電磁兼容性的要求。為了達(dá)到較好的屏蔽效果，需要提高電連接器外殼間的導(dǎo)電連續(xù)性和增強(qiáng)電連接器外殼的屏蔽效能。故選用屏蔽電連接器是有效的方法。對(duì)普通電連接器的外殼孔隙采取有效的彌補(bǔ)措施，以使整個(gè)電連接器外殼最大限度地接近屏蔽體，從而達(dá)到對(duì)輻射型干擾的抑制。因屏蔽電連接器往往在外形和尺寸上與普通連接器相同，可以直接替代普通電連接器。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)火警傳感器線(xiàn)路進(jìn)行如上改進(jìn)后，短波電臺(tái)通話(huà)對(duì)火警系統(tǒng)無(wú)影響，機(jī)上電磁兼容性良好。此抑制短波電臺(tái)電磁干擾的幾種方法亦可以為其他電子設(shè)備電磁干擾抑制提供參考性意見(jiàn)。

［1］趙家升，楊顯清.電磁兼容原理與技術(shù)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2014.

［2］魏俊淦，田建學(xué)，趙波，卞金來(lái).短波電臺(tái)干擾無(wú)線(xiàn)電高度表電磁兼容研究與整治［J］.儀表技術(shù)，2012（6）:45-48.

［3］李淑華，宮波，高偉.某機(jī)載短波電臺(tái)干擾無(wú)線(xiàn)電高度表的行為級(jí)仿真及分析［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2010（9）:14-17.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（60774018）。

張立堯（1985—），男，碩士，助理工程師，天津航空機(jī)電有限公司，研究方向?yàn)轱w機(jī)防火系統(tǒng)構(gòu)建。