張鍇 崔峪霖 黃喆 宋錦瑞

摘要：航天器使用對(duì)于使用環(huán)境具備較高要求，在使用過(guò)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(guò)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(duì)各項(xiàng)因素提出相關(guān)的控制措施，有效減少電磁干擾對(duì)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(hào)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(guò)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(duì)于火箭運(yùn)行狀況的判斷，導(dǎo)致航天火箭運(yùn)行過(guò)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(duì)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(lái)源主要分為內(nèi)部和外部?jī)煞N，外部來(lái)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(hào)，內(nèi)部來(lái)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(guò)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(guò)電纜和直接電連接進(jìn)行傳導(dǎo)，由于電纜在傳達(dá)過(guò)程當(dāng)中會(huì)應(yīng)用工作信號(hào)方式進(jìn)行信息傳遞，不過(guò)能夠準(zhǔn)確分別干擾信號(hào)和有用信號(hào)，多個(gè)信號(hào)會(huì)一同進(jìn)行傳輸，干擾信號(hào)和有用信號(hào)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(guò)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(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生噪聲電壓，這些干擾信號(hào)會(huì)通過(guò)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(hào)與合成信號(hào)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(duì)外部信號(hào)源頭可以采用更換兼容信號(hào)產(chǎn)生方法，盡量使用線性電路保證各項(xiàng)信號(hào)傳輸頻率的穩(wěn)定性，加強(qiáng)各個(gè)功能源頻率控制。針對(duì)內(nèi)部信號(hào)源頭可以從提高各個(gè)接觸電板的接觸水平開(kāi)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(hào)傳輸?shù)男屎皖l率，應(yīng)用屏蔽法隔絕和降低有害信號(hào)，近期檢查各個(gè)元件的接觸和使用狀況，針對(duì)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(hào)能夠通過(guò)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(hào)通過(guò)的途徑，在電感器接受其他電路元件的過(guò)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(duì)各個(gè)元件電磁干擾的屏蔽方法通常是考察干擾信號(hào)來(lái)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(jiàn)的干擾信號(hào)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(duì)于航天器的影響，需要對(duì)各個(gè)航天器器件進(jìn)行保護(hù)和控制。針對(duì)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(hào)的傳播，達(dá)到有效隔離電磁信號(hào)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(duì)其他的電子部件采用信號(hào)接地保護(hù)，通過(guò)將信號(hào)基地減少電流的流轉(zhuǎn)，應(yīng)用低阻抗回路，減輕信號(hào)回路電壓，避免低頻磁場(chǎng)對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行干擾。導(dǎo)體是航天器使用過(guò)程當(dāng)中連接的重要途徑，導(dǎo)體置于電場(chǎng)當(dāng)中會(huì)受到磁場(chǎng)影響產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，增強(qiáng)導(dǎo)體自身對(duì)于其他事物的電磁干擾信號(hào)，為了有效屏蔽導(dǎo)體干擾信號(hào)可以采用雙線攪和方法，降低導(dǎo)體靈敏度，使得導(dǎo)體對(duì)信號(hào)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(hào)影響，對(duì)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(hào)時(shí)，干擾信號(hào)會(huì)與正常信號(hào)一起出現(xiàn)放大，為了有效屏蔽電磁信號(hào)，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(duì)于多種惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力，減少電磁信號(hào)的干擾。半導(dǎo)體與集成電路是支撐航天器運(yùn)行和信號(hào)傳輸?shù)闹匾骷绻畔鬏斶^(guò)大會(huì)造成相關(guān)器件瞬間過(guò)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(hào)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(guò)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(guò)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(jiàn)和最為高效的電磁干擾控制方法主要是接地，通過(guò)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(guò)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(guò)程當(dāng)中，為了有效發(fā)揮系統(tǒng)對(duì)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(duì)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(wú)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(yǔ)

綜上所述，為了減少電磁干擾對(duì)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(duì)航天器在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的電磁干擾問(wèn)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(guò)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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