韓宇 雷毅博
空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院 陜西咸陽(yáng) 713800
在復(fù)雜的電磁環(huán)境下,無論是生活中的電子設(shè)備,例如:手機(jī)、電腦等,還是軍事上的武器裝備都有很大的危害。在電腦前接電話,因?yàn)殡姶判盘?hào)異常的活躍,如果解決不好相互之間電磁兼容性的問題,電磁干擾就會(huì)引起設(shè)備信號(hào)的傳遞通道受損或者信號(hào)接收系統(tǒng)性能下降。如果長(zhǎng)時(shí)間一直受到干擾并且干擾十分嚴(yán)重,就可能導(dǎo)致設(shè)備的系統(tǒng)遭到破壞,常見的電磁干擾有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種,大部分是輻射干擾。有些地方禁止打電話和使用信號(hào)接受的設(shè)備,例如加油站,在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下有可能出現(xiàn)燃油燃燒甚至爆炸的現(xiàn)象。手機(jī)接收或者發(fā)出信號(hào)時(shí),油槍嘴從加油箱中抽取油時(shí)的瞬間可能就會(huì)產(chǎn)生爆炸。因此,在加油時(shí)要禁止使用手機(jī)接聽電話、發(fā)送信息等。
為了有效的抑制復(fù)雜電磁環(huán)境下電磁干擾的影響,就必須從電子設(shè)備發(fā)出信號(hào)的根源,就是所謂的產(chǎn)生電磁干擾的產(chǎn)生源、傳輸路徑和接收信號(hào)的本體抗干擾能力來全面考慮如何減少電磁干擾現(xiàn)象的方法。從技術(shù)層面上講屏蔽和過濾掉掉復(fù)雜環(huán)境下的電磁干擾信號(hào),對(duì)信號(hào)的發(fā)生源進(jìn)行的屏蔽是解決電磁干擾問題的有效措施。但是在實(shí)際生活情況中,信號(hào)的發(fā)出源是很難屏蔽的,我們只能通過在傳播路徑上進(jìn)行電磁干擾的控制,再加上強(qiáng)化接收信號(hào)的本體的抗干擾能力,就可以有效的抑制復(fù)雜環(huán)境下電磁干擾的影響[1]。
在復(fù)雜的電磁感應(yīng)環(huán)境下,因?yàn)殡娮釉O(shè)備的不同,他們所發(fā)出的信號(hào)的頻率是不同的,因此,信號(hào)在傳遞的過程中在頻域的傳播路徑也是不同的。但現(xiàn)在無論是信號(hào)的發(fā)生源還是信號(hào)的接收體,發(fā)出或者接收的信號(hào)都可以看作是不同頻域信號(hào)的疊加,所以我們可以從信號(hào)在頻域中的傳播路徑進(jìn)行對(duì)信號(hào)的隔離,利用發(fā)收信號(hào)和接收信號(hào)所占的頻域不同,對(duì)有利的信號(hào)頻域路徑進(jìn)行加強(qiáng),對(duì)有害的信號(hào)頻域路徑進(jìn)行剔除,從頻域上進(jìn)行抗電磁干擾。對(duì)剔除的信號(hào)頻域路徑進(jìn)行隔離,保證不會(huì)影響到其他的信號(hào)頻域路徑。對(duì)現(xiàn)有的信號(hào)頻域傳播路徑進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃,頻率合理分配,有效的遏制信號(hào)輻射源產(chǎn)生的有害的雜質(zhì),減少干擾信號(hào)的產(chǎn)生。也可以在頻率的傳播過程中采用可達(dá)頻率額作用,將原來的信號(hào)改成光信號(hào),利用光纜進(jìn)行傳遞,可以有效擴(kuò)寬信號(hào)頻率的頻域路徑,避開電磁干擾的范圍,防止電磁干擾。還可以對(duì)接收信號(hào)的接收體進(jìn)行頻域上的保護(hù),當(dāng)電磁干擾信號(hào)傳遞時(shí),在電子設(shè)備的接收信號(hào)的頻域的末端設(shè)立一個(gè)信號(hào)過濾裝置,對(duì)電磁干擾信號(hào)進(jìn)行隔離,也是對(duì)接收信號(hào)的電子設(shè)備的一種防護(hù),特別是電磁干擾信號(hào)的頻域較寬的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采取這種設(shè)定過濾信號(hào)裝置的辦法。
信號(hào)都是通過衛(wèi)星接收和發(fā)射的,在復(fù)雜的電磁環(huán)境下,電磁干擾信號(hào)是無孔不入的,遍布世界各國(guó)地區(qū)。從空中來屏蔽信號(hào),因?yàn)殡姶鸥蓴_現(xiàn)象的頻域基本都是比較寬的,我們首先要把正常的電磁信號(hào)的波束變窄,要從信號(hào)的發(fā)射設(shè)備和信號(hào)的接收設(shè)備做起,提高設(shè)備的靈敏度。在空中設(shè)立屏蔽信號(hào)的機(jī)制是將頻域過寬的信號(hào)擋在某個(gè)高度之上,對(duì)這個(gè)高度之下的接收設(shè)備不會(huì)造成干擾,從而達(dá)到抑制電磁干擾的目的。
其次是一般的電子設(shè)備上都會(huì)有一個(gè)小孔用來接收信號(hào)的,這些任何的小孔或者縫隙都會(huì)容易進(jìn)入電磁干擾信號(hào),這些耦合進(jìn)來的電磁信號(hào)會(huì)對(duì)電子設(shè)備中的集成電路中的一些電子元件造成直接的損害,因?yàn)榇艌?chǎng)的原因,會(huì)對(duì)電路中的微弱電流的方向發(fā)生改變,造成流過某個(gè)元件的電流沒有在規(guī)定的范圍之內(nèi),造成電子設(shè)備系統(tǒng)的損害。因此輻射耦合干擾信號(hào)的防護(hù),靠的也是屏蔽信號(hào)的方法。屏蔽一般可以分為電場(chǎng)屏蔽和磁場(chǎng)屏蔽,一般可以制成鋁板進(jìn)行預(yù)防電磁干擾,屬于磁場(chǎng)屏蔽。眾所周知,電生磁、磁生電,這兩者是息息相關(guān)、密不可分的,對(duì)電磁干擾的防護(hù)就不能忽略了對(duì)電場(chǎng)產(chǎn)生影響的考慮,因此要從信號(hào)的發(fā)生源進(jìn)行信號(hào)屏蔽。
因?yàn)殡姶鸥蓴_信號(hào)都有波長(zhǎng),一般針對(duì)不同的情況采取不同的屏蔽措施,當(dāng)電磁信號(hào)的波長(zhǎng)與設(shè)備接收信號(hào)的小孔尺寸相當(dāng)時(shí),電磁干擾信號(hào)就會(huì)很容易進(jìn)入設(shè)備中,對(duì)設(shè)備造成損害。因此,阻止電磁干擾信號(hào)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部主要還是要做好這些小孔的密閉性,可以根據(jù)儀器測(cè)定大多說電磁干擾信號(hào)波長(zhǎng)的范圍,在生產(chǎn)設(shè)備的過程中,保證預(yù)留的小孔的尺寸小于測(cè)定的這個(gè)范圍,起到電磁信號(hào)屏蔽作用。常用的辦法可以給電子設(shè)備的外部加裝金屬套進(jìn)行屏蔽,保證小孔的密封性;在作戰(zhàn)過程中,對(duì)作戰(zhàn)指揮中心采取區(qū)域拉網(wǎng)屏蔽的措施,給接收信號(hào)的周圍加上金屬屏風(fēng),這樣不但可以有效的防止電磁干擾信號(hào)的進(jìn)入,還可以防止己方的電磁信息對(duì)外泄露[2]。
目前階段,生活中的手機(jī)、電腦以及更多電子設(shè)備等大范圍的使用,電磁環(huán)境日益變得復(fù)雜,電磁干擾信號(hào)涉及范圍廣,干擾情況日益嚴(yán)重。所以我們要從整個(gè)電磁環(huán)境的根源對(duì)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)進(jìn)行防護(hù),頻域、空間以及設(shè)備工藝上進(jìn)行抑制和改善,從抑制的基本手段出發(fā),將屏蔽、濾波等多重技術(shù)相結(jié)合防止電磁干擾現(xiàn)象,合理改善復(fù)雜環(huán)境下的區(qū)域電磁信號(hào)兼容性。