張鍇 崔峪霖 黃喆 宋錦瑞

摘要：航天器使用對于使用環(huán)境具備較高要求，在使用過程當(dāng)中航天器容易受到周圍電磁環(huán)境，影響導(dǎo)致航天器因此出現(xiàn)故障和使用不靈敏情況。本文主要分析在航天器使用過程當(dāng)中產(chǎn)生電磁干擾的各個(gè)系統(tǒng)，分析產(chǎn)生電磁干擾方式，并且針對各項(xiàng)因素提出相關(guān)的控制措施，有效減少電磁干擾對于航天器使用的影響。

關(guān)鍵詞：航天器;電磁干擾;控制

電磁干擾（EMI）指的是由人為制造產(chǎn)生或者天然就有的電磁信號擾動(dòng)，電磁干擾或破壞航天器電子設(shè)備的工作水平，導(dǎo)致電子設(shè)備失靈或者故障，影響航天器的使用，航天器承擔(dān)著制導(dǎo)和運(yùn)載火箭各項(xiàng)指令的重要責(zé)任，在火箭運(yùn)行過程當(dāng)中會(huì)記錄和收集大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)航天器使用功能出現(xiàn)障礙，會(huì)直接影響設(shè)計(jì)人員對于火箭運(yùn)行狀況的判斷，導(dǎo)致航天火箭運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)危險(xiǎn)。為了有效的控制和減少電磁干擾對于航天器的影響，需要嚴(yán)格的控制和規(guī)范電磁設(shè)備的使用。

1航天器電磁干擾方式

航天器電磁干擾來源主要分為內(nèi)部和外部兩種，外部來源指的是地球上飛機(jī)或者其他航天器當(dāng)中所發(fā)射出的電磁干擾信號，內(nèi)部來源主要指的是航天器自身的系統(tǒng)和部件當(dāng)中具備的尖脈沖。航天器電磁干擾方式主要是以傳導(dǎo)和輻射方式從源頭傳播到航天器系統(tǒng)當(dāng)中。

1.1傳導(dǎo)干擾

航天器由眾多的電路元件組成，電路元件雖然能夠穩(wěn)定有效傳導(dǎo)信息，但是在使用過程當(dāng)中可能會(huì)產(chǎn)生各種噪聲電壓和電流，各個(gè)元件接觸工作的連接處都有可能會(huì)出現(xiàn)電磁干擾，電磁干擾產(chǎn)生以后會(huì)直接傳入整體運(yùn)作系統(tǒng)當(dāng)中，破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。電路元件傳導(dǎo)干擾的主要途徑是通過電纜和直接電連接進(jìn)行傳導(dǎo)，由于電纜在傳達(dá)過程當(dāng)中會(huì)應(yīng)用工作信號方式進(jìn)行信息傳遞，不過能夠準(zhǔn)確分別干擾信號和有用信號，多個(gè)信號會(huì)一同進(jìn)行傳輸，干擾信號和有用信號在共用同個(gè)電路的情況下會(huì)產(chǎn)生電路內(nèi)部的阻抗耦合。在這種情況下，電路之間的電流會(huì)因?yàn)樾畔⒍a(chǎn)生電壓差，影響其他連接電路的穩(wěn)定性。其次在高壓電路當(dāng)中還有可能產(chǎn)生電容耦合，穩(wěn)定的電流在運(yùn)行過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生更多的干擾電壓，高頻大功率電流能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾脈沖，更容易造成電磁干擾。

1.2輻射干擾

輻射干擾指的是部分電路元件存在一定的缺陷，導(dǎo)致電路元件連接和應(yīng)用過程當(dāng)中產(chǎn)生噪聲電壓，這些干擾信號會(huì)通過電纜傳接和輻射的其他的設(shè)備元件當(dāng)中，比如輻射干擾經(jīng)常會(huì)影響二極管和三極管，導(dǎo)致電路當(dāng)中出現(xiàn)干擾信號與合成信號融合頻率，破壞航天器電子設(shè)備正常性的。

2電磁干擾的控制措施

2.1控制電磁干擾源頭

針對外部信號源頭可以采用更換兼容信號產(chǎn)生方法，盡量使用線性電路保證各項(xiàng)信號傳輸頻率的穩(wěn)定性，加強(qiáng)各個(gè)功能源頻率控制。針對內(nèi)部信號源頭可以從提高各個(gè)接觸電板的接觸水平開始，應(yīng)用接觸法消除不同器件連接處之間的電弧，同時(shí)為了保證信號傳輸?shù)男屎皖l率，應(yīng)用屏蔽法隔絕和降低有害信號，近期檢查各個(gè)元件的接觸和使用狀況，針對部分出現(xiàn)老舊和破壞的元件進(jìn)行更換，減少舊原件所造成的電磁干擾。

2.2保護(hù)敏感設(shè)備器件

干擾信號能夠通過互相之間的感應(yīng)交流耦合在某個(gè)特殊的電感器上，航天器當(dāng)中的不同點(diǎn)關(guān)系都有可能成為干擾信號通過的途徑，在電感器接受其他電路元件的過程當(dāng)中，電感器所具備的干擾電池也會(huì)影響其他電感器的正常電流。針對各個(gè)元件電磁干擾的屏蔽方法通常是考察干擾信號來源，盡量屏蔽干擾途徑，干擾途徑與系統(tǒng)故障頻率有所直接關(guān)系，干擾途徑越多，系統(tǒng)的故障頻率也更高。常見的干擾信號途徑主要有電源線，連接電纜，天線，不密封盒子。為了有效隔絕電磁干擾對于航天器的影響，需要對各個(gè)航天器器件進(jìn)行保護(hù)和控制。針對繼電器可以設(shè)置專用的保護(hù)盒子，盡量保證盒子的密封，減少電磁信號的傳播，達(dá)到有效隔離電磁信號的目的。繼電器會(huì)與部分固態(tài)電路連接其他的靈敏電子元件也容易受到繼電器的影響而出現(xiàn)故障，因此可以針對其他的電子部件采用信號接地保護(hù)，通過將信號基地減少電流的流轉(zhuǎn)，應(yīng)用低阻抗回路，減輕信號回路電壓，避免低頻磁場對電路信號進(jìn)行干擾。導(dǎo)體是航天器使用過程當(dāng)中連接的重要途徑，導(dǎo)體置于電場當(dāng)中會(huì)受到磁場影響產(chǎn)生電動(dòng)勢，增強(qiáng)導(dǎo)體自身對于其他事物的電磁干擾信號，為了有效屏蔽導(dǎo)體干擾信號可以采用雙線攪和方法，降低導(dǎo)體靈敏度，使得導(dǎo)體對信號感受的靈敏程度下降，達(dá)到屏蔽要求。電子管包括光電倍增管，光電攝像管，高增益，電磁管等等電子管容易受到周圍信號影響，對于電磁感染具備高度的敏感性，當(dāng)電子管中出現(xiàn)干擾信號時(shí)，干擾信號會(huì)與正常信號一起出現(xiàn)放大，為了有效屏蔽電磁信號，可以在電子管電路上采用屏蔽線，或者采用陶瓷管，提高電子管對于多種惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力，減少電磁信號的干擾。半導(dǎo)體與集成電路是支撐航天器運(yùn)行和信號傳輸?shù)闹匾骷?，如果信息傳輸過大會(huì)造成相關(guān)器件瞬間過載，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件因此出現(xiàn)損壞情況，此時(shí)電磁信號的出現(xiàn)會(huì)改變整體集成電路的正常工作狀態(tài)，為了避免電磁干擾還需要再半導(dǎo)體和集成電路的連接處和引線處加入一定的組件外殼過濾電源和線路上的電磁干擾，同時(shí)在相關(guān)電路周圍加入電壓調(diào)節(jié)器，有效避免電壓過載，保護(hù)半導(dǎo)體和集成電路。

2.3控制電磁干擾途徑

最為常見和最為高效的電磁干擾控制方法主要是接地，通過在不同電路之間建立電流通路，有效保證系統(tǒng)當(dāng)中各個(gè)連接部分的電位處于同一個(gè)水平，避免部分集成電路因?yàn)橥蝗辉龃蟮碾姶拍芰慷霈F(xiàn)故障和損壞。在接地工作過程當(dāng)中，首先需要把航天器系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件保持在同一參考電位，同時(shí)將各個(gè)結(jié)構(gòu)部件分別接地在一個(gè)平面上。接地系統(tǒng)建設(shè)過程當(dāng)中，為了有效發(fā)揮系統(tǒng)對于電流的分散保護(hù)作用，需要注意盡量選擇比地高的電位進(jìn)行接地，盡量減少對于接地電路電纜的屏蔽，因?yàn)橐坏┢帘螘?huì)導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無法有效發(fā)送能量，引起電磁干擾作用衰退，導(dǎo)致設(shè)備工作異常。

3結(jié)語

綜上所述，為了減少電磁干擾對于航天器使用的影響，進(jìn)一步規(guī)范航天器電子設(shè)備的信息和管理本文，針對航天器在設(shè)計(jì)和使用過程當(dāng)中出現(xiàn)的電磁干擾問題進(jìn)行分析研究，闡述了航天器電磁干擾的方式為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，從不同干擾角度分析有效隔絕干擾的方法，從而進(jìn)一步分析航天器電磁干擾的控制措施。通過控制電磁干擾源頭，保護(hù)敏感設(shè)備器件，控制電磁干擾途徑，有效的增強(qiáng)航天器電磁干擾水平，為更多的航天器使用提供支持和幫助。

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