4-87  舰载设备电磁兼容性设计分析

林立杰

舰载设备电磁兼容设计目的是在保证设备功能完整、设备性能可靠性的基础上，用较少的成本保证设备不受外界电磁干扰影响(敏感度)，也不对其他设备产生辐射影响(辐射发射)，降低舰船外部威胁，维护舰船作战性能。

舰载设备的主要功能是通过电子机箱单元完成，所以电子机箱单元集成了所有完成任务的功能模块。这些模块中既包括“干扰源”如设备电源模块，又包括需要保护的功能模块如串口模块等，所以机箱也须设计成完整的屏蔽体，在满足维护性要求条件下，尽量减少缝隙存在，同时还要注意机箱接地、机箱接缝处理、机箱表面处理。

设备电源滤波考虑两个方面，一是设备开关电源线滤波，采用电源线滤波器(原理图见图1)，设计中注意电源线滤波器与电源端口之间的连线不能过长、滤波器的输入输出线不能靠得过近、电源线滤波器的接地线应该尽量短。另外设备内部整流滤波。电路装置的整流器产生的骚扰电压，如电流不超过5 A，可在电源线与外壳之间，负载线和外壳之间接入0.25~1.0 μF的电容滤波器来加以抑制。对电流5~10 A的电源整流器，可接入具有电感量为0.5~ 1.0 mH的扼流圈和电容量为0.2~ 0.5 μF的电容器组成的LC滤波器。

除了具有基本的防水、阻燃等效能以外，舰载设备的对外通信电缆必须是屏蔽双绞的(双绞线抗电磁干扰原理图见图2)。

采用屏蔽电缆，可以有效地抑制空间电磁场对传输线路的影响，避免通信失效、噪音增大、传输误码、信号误差等现象，还可以降低电缆内传输信号对外的电磁辐射，减小对周围电磁兼容环境的影响，防止信息泄漏和失密。

双绞线可以简单看作两个绕向相反结构相同紧耦合的电感线圈。当受到外界电磁场干扰时，传输线上会产生感应干扰电压U₁，同时在双端接地线上会产生感应电流I。感应电流同时作用在传输线上产生一个与感应电压U₁反相的感应电压U₂，使传输线上的干扰电压减小，只要双绞线两端长度相等、特性阻抗相同，就能使传输线上的干扰极小，所以抑制电磁场感应应该采用双绞线。

各组成模块分别进行电磁兼容设计后，集成在屏蔽效能较好的机柜内。从对设备的RE02项电磁兼容考核可以看出，除了在个别固有频率点无法进行抑制外，可整体通过电磁兼容考核，能够满足舰载设备的电磁兼容性要求。

所以，电磁兼容设计以接地和屏蔽为主要手段，对于产品设计人员，结构设计和电路设计均对电磁兼容性起着关键作用。在产品研制初期，可以对设计指标进行分配，将电磁干扰强的部分单独加以屏蔽，易受电磁兼容影响的部分加以保护，最后选择屏蔽效能好的机柜。在结构和电路上将两者有效结合，才能确保产品的电磁兼容性。