摘 要：某系留氣球氣壓測(cè)量設(shè)備用于測(cè)量系留氣球氦氣囊、副氣囊、尾翼、整流罩4個(gè)氣囊壓力與大氣靜壓。為實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)自動(dòng)控制，氣囊壓力必須測(cè)量準(zhǔn)確。氣壓測(cè)量設(shè)備一旦受到電磁干擾而導(dǎo)致測(cè)量值偏差，自控控制設(shè)備將可能發(fā)出錯(cuò)誤指令導(dǎo)致嚴(yán)重后果。結(jié)合電磁兼容理論和實(shí)際，經(jīng)過大量的電磁環(huán)境實(shí)驗(yàn)和實(shí)際安裝測(cè)試，重新設(shè)計(jì)的氣壓測(cè)量設(shè)備能有效屏蔽干擾。

關(guān)鍵詞：系留氣球；氣壓測(cè)量；電磁干擾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.217

0 引言

系留氣球是一種無動(dòng)力氣球飛行器，氣球用系纜與地面設(shè)施連接，球體內(nèi)充氦氣，依靠浮力懸停在空中。系留氣球一般由球體、系纜、錨泊設(shè)備、測(cè)控、供電、負(fù)載等主要部分組成。

氣壓測(cè)量設(shè)備用于測(cè)量系留氣球氦氣囊、副氣囊、尾翼、整流罩4個(gè)氣囊壓力與大氣靜壓。通過風(fēng)機(jī)閥門的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)氣囊壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此氣囊壓力必須測(cè)量準(zhǔn)確。受電磁干擾的氣囊測(cè)量值會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤指令而引發(fā)災(zāi)難性后果。

1 球載電磁環(huán)境分析

用電設(shè)備之間形成電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)要素：干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備，如圖1所示。干擾源輻射出的電磁能量經(jīng)某種耦合通道進(jìn)入敏感設(shè)備，導(dǎo)致敏感設(shè)備出現(xiàn)非期望的效果，這一過程稱作電磁干擾效應(yīng)。盡管球載環(huán)境下，電磁干擾十分復(fù)雜，但由于原氣壓測(cè)量盒有一定的屏蔽效果，已長期在各種環(huán)境下正常使用。

2 原盒體設(shè)計(jì)及測(cè)量值受干擾情況

某系留氣球氣囊測(cè)量值在使用中出現(xiàn)固定周期的波動(dòng)，呈明顯下降的波形，原盒體設(shè)計(jì)和氣囊壓力受擾情況如圖1所示。

3 改進(jìn)后的盒體設(shè)計(jì)及氣囊壓力測(cè)量值

為解決外界電磁干擾，作者嚴(yán)格按照GJB151A-97的電磁環(huán)境實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行改進(jìn)，分別對(duì)盒體外形結(jié)構(gòu)、電信號(hào)、電纜進(jìn)行電磁屏蔽設(shè)計(jì)。外形結(jié)構(gòu)采用密封腔體結(jié)構(gòu)，電纜采用屏蔽電纜，電信號(hào)分別按照電源、信號(hào)進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)。改進(jìn)后的盒體將原4個(gè)電連接器變成1個(gè)，盒體上蓋板采用鑲嵌式設(shè)計(jì)并增加屏蔽材料完好接觸，線纜中增加濾波器對(duì)電源信號(hào)濾波，氣壓管開口處改成內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

同時(shí)還增加軟件的卡爾曼濾波算法，使氣壓測(cè)量值更平滑，改進(jìn)后的氣壓盒設(shè)計(jì)及氣囊壓力受擾情況如圖2所示。

對(duì)比改進(jìn)前和改進(jìn)后，相同環(huán)境下的氣囊壓力測(cè)量值，可以看出，密閉腔體結(jié)合電磁濾波器和卡爾曼濾波等多項(xiàng)屏蔽措施的處理切實(shí)有效，能去除電磁干擾造成的影響，并能適應(yīng)更嚴(yán)酷的電磁環(huán)境。

4 結(jié)語

設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照項(xiàng)目的電磁兼容性總體要求，并結(jié)合產(chǎn)品所處的具體的位置、電磁環(huán)境和可能的外部環(huán)境，在電磁屏蔽結(jié)構(gòu)和電信號(hào)屏蔽上增加相關(guān)設(shè)計(jì)，使自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能適應(yīng)大多數(shù)使用環(huán)境。學(xué)習(xí)電磁兼容理論知識(shí)、增加實(shí)踐設(shè)計(jì)，不斷嘗試和驗(yàn)證，有利于提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。

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作者簡介：譚學(xué)林（1987-），男，碩士，工程師，研究方向：機(jī)載雷達(dá)設(shè)計(jì)。