军工复杂电磁环境及防护
军工复杂电磁环境及防护
1. 复杂电磁环境提出的背景
复杂电磁环境可以综合定义为:在某一空间内由时域、频域、空域和能量域分布复杂的多种电磁信号叠加,它对电子装备、火工品、燃油和人员等有不同程度的危害。
复杂电磁环境是综合性名词,主要用于顶层策划和宏观分析。实质上电磁环境都是复杂的、动态的,在技术设计层面都应进行分解和分类,成为可描述的技术参数。
1.1 按电磁能量的来源划分有:
(1)自然电磁现象和人为电磁现象
(2)我方电子装备辐射和敌方电子装备辐射
(3)无意电磁辐射(电磁兼容范畴)和有意电磁辐射(电子对抗范畴)
1.2 按电磁场信号特性划分有:
(1)随机或无规则波形
(2)无调制波形(脉冲,连续正弦波)
(3)调制波形(脉冲调制,模拟量调制)
(1) 电磁环境集成的不确定性在电子装备使用过程中,使用方常常应用“复杂”这个词来形容装备附近的电磁环境,其原因是多方面的。
电子装备在不同空间电磁信号的叠加是不确定的,电磁信号的组合受多种因素限制。(2) 电磁环境测量的不确定性
电磁环境测量数据受时间,方向及频谱等因素影响。测试结果具有统计特性,另外,在特定条件下,电磁干扰信号电平是很低的,例如雷达接收机极限灵敏度-110dBm,天线增益40dB。其干扰信号用一般干扰测量仪或频谱仪是测不到的。
(3)未来战场上广泛使用电子对抗技术和强电磁脉冲技术,这些技术参数是不可预知的,并且攻防双方都应用可变参数。
为了进行电磁防护,提高电子装备的电磁生存能力,电子装备设计时需要对可能造成电磁干扰的电磁环境进行分类分析。
2.复杂电磁环境的分析
2.1 电子对抗(电子战)和电磁环境效应内容的区别
电磁环境效应是在能量域研究电磁能量对电子装备、军械等的影响。主要涉及电子装备(含接收器通道外)对电磁能量敏感程度,并且要求对接收器通道内器件不损坏、不烧毁。
电子对抗是在信息域研究接收器通道内的电子对抗。主要通过信号处理剔除干扰,当然也应用了信道捷变频,天线旁瓣对消等措施。
电磁环境效应包含了一些电子对抗的内容,但电子对抗有其独特的技术内容,两者有较大区别。
2.2 有关外部射频电磁环境
GJB1389A《系统电磁兼容性要求》所提供的外部射频电磁环境包含人为和无意的电磁辐射,主要是由雷达和通信系统通过发射天线向特定空间或在近区所形成的电磁场,这些电磁场的统计特征值用峰值和平均值表示,平均值是模拟量调制的通信设备所产生的,而峰值主要是雷达设备产生的脉冲调制波,从标准中多个表格所提供的数值明显看出300 MHz以下频段电磁场的平均值与峰值相等,这是通信使用电磁波的特征,而在300 MHz以上频段电磁波平均值与峰值不相等。它们的比值就是占空比(占空比小于1)。标准中外部射频电磁场典型平均值为200V/m,峰值为2~3kv/m。
2.3 有关强电磁场环境
由于受平均功率的限制,在一般情况下的强电磁场是指电磁脉冲波,电磁脉冲波的峰值功率可以很大。
电磁脉冲波主要有高功率微波(HPM)、超带宽电磁脉冲(UWB)、核电磁脉冲(NEMP)和雷电波(LEMP),其中雷电波为自然电磁现象,其它均是人为电磁现象。电磁脉冲波的电磁效应大部分不是电热效应,电磁脉冲的破坏作用远大于连续波,所以在未来战场上使用的软杀伤武器一般指的是电磁脉冲武器。
2.4 其它电磁现象
其它电磁现象包括太阳磁爆对无线电设备影响,大气无线电噪声的影响,地磁对阴极射线器件、陀螺仪的影响,以及地磁(磁性矿物)对电磁波传输的影响等。
此外,由于沉积静电出现在高速飞行器表面,引起飞行器不等电位和电弧放电,对飞行器通信和导航造成很大影响。
综上所述,电磁现象种类很多,其影响是多方面的,只有对其机理进行深入研究,才能找到合适的防护方法。
3. 强电磁环境条件下,装备及设备的防护
装备及设备在强电磁环境条件下要求能正常工作,必须对装备及设备进行防护设计,使其在上述条件下不损坏且不出现电磁敏感。
3.1 装备在强电磁环境条件工作的风险评估
武器装备包含大量的电子信息系统,在强电磁环境条件下存在风险,因此需要对装备的防护风险进行评估,并采取综合性防护设计措施。正如其它灾害,例如地震、雷电等只能实现减灾,不可能达到避灾。因为防护所投入的人力、物力和财力随着防护能力的提高而增加,防护能力的提高与经济性需要综合权衡的。
(1) 装备所处的环境因素就防护能力而言,风险评估需要考虑如下各个因素:
装备受强电磁辐射的影响,包括辐射源的辐射强度和辐射源离装备的距离,例如某些地区是落雷区经常遭受雷电影响,某些装备是核试验设备,受很强高空核电磁辐射。 (2) 装备的机动特性
装备的机动性是军用装备的重要指标,一般装备分为固定装备和移动装备,移动装备通常使用电子方舱,舱外电缆长度有限,由电磁感应引起的端口干扰电流、电压比固定装备要小一些。
(3) 装备敏感程度
有些装备内有大量的传感器,受强电磁场影响就较大,是防护的薄弱环节;相反,有些装备外露端口较少,电子设备耐强电磁能力较强。
(4)装备的重要程度
有些装备是区域中枢设备,其作用远大于其它装备,重要度很高,有些装备的功能或作用空域可以被其它设备所替代,其重要程度稍低。
3.2 装备对强电磁环境的防护等级和层次
如前所述,对装备在强电磁脉冲环境条件下的风险评估以后就可以确定防护等级,电磁环境越恶劣,装备重要程度越高以及装备对电磁环境越敏感时防护等级将越高。
防护等级可以分为2~3级,即硬点加固型、加固型和轻便加固型。美军标MIL-STD-188-125A中指出,硬点加固适用于固定设施核电磁脉冲防护,要求电磁场屏蔽效能达100dB,端口注入电流达8kA;加固型适应于固定地面设施高功率脉冲防护,规定电磁屏蔽效能为80dB,端口防护注入电流为5kA;轻便加固型适用于移动地面装备电磁脉冲防护,规定电磁屏蔽效能为80dB,端口防护注入电流为1~5kA。
另一方面,电磁脉冲防护设计大多采用多层逐级防护方案,也就是采用分层抗扰技术,防护设计一般分为装备(系统)级、机柜(舱段)分系统级和电路级,这三级防护的电磁环境严酷度相差很大,防护器材也有很大差别。
三级防护的参数具有传递特性,例如MIL-STD-188-125-2端口注入电流为5kA,通过一级防护后,端口残余电流约为1~10A,该指标与设备级电磁兼容性指标要求相一致,即舱内(室内)机柜电缆注入电流敏感度(CS115、CS116)极限值为5~10A。
三级防护具有替代性,例如飞行器没有方舱屏蔽壳体,那么屏蔽防护首先需要依靠飞行器壳体和舱段壳体,此时,部件及电路级防护设计成为防护的重要环节。
3.3 装备对强电磁环境的防护设计
常用的强电磁环境防护手段主要包括屏蔽、滤波、接地和加装防护器件。其中屏蔽和接地是防护的基础。屏蔽是用高导电率和高导磁率的金属材料把电子设备屏蔽起来,并设有良好的接地线,同时在所有穿过屏蔽体的导线、门窗、通气孔等处施加防护设施。
装备的电磁环境防护设计中,除了要考虑舱体结构和材料外,贯通舱体内外各种连接线的电磁防护以及端口电磁泄漏在整个设计中至关重要。端口的电磁防护包括电磁干扰屏蔽设计和防尖峰浪涌设计,电磁干扰屏蔽主要靠电源线和信号线滤波器来实现,尖峰浪涌防护需要设计尖峰浪涌吸收电路。
强电磁脉冲防护的常用元件包括气体放电管、半导体放电管、压敏电阻以及半导体瞬态抑制器等。各种浪涌抑制器件的共同特点为在阈值电压以下都呈现高阻抗,一旦超过阈值电压,阻抗便急剧下降,对尖峰电压具有消峰作用。但在响应时间、通流容量方面,各种元件都有优缺点,因此,需根据具体的应用场合,采用上述器件中的一个或者几个的组合,来构成相应的保护电路。
3.4 射频电磁环境的频谱十分广泛
对电子方舱而言,电磁屏蔽的频率范围是90KHz~18GHz,屏蔽效能A级为60dB,B级为40dB。而强电磁环境多指电磁脉冲环境,其频谱相对较窄,此时要求,磁场屏蔽: 100KHz信号屏蔽效能为 40dB,1MHz为60dB,电磁屏蔽:10~1000MHz范围,屏蔽效能应为80dB。
综合上文分析认为,复杂电磁环境的内涵是十分广泛的,要使装备适应复杂电磁环境要求,电磁兼容性和电磁环境的防护是非常必要的。
复杂电磁环境包括射频电磁环境和电磁脉冲电磁环境,对复杂电磁环境的防护至少应综合射频环境及电磁脉冲环境的防护要求。
电磁兼容系统在军事领域的典型应用
智慧华盛恒辉电磁兼容系统
一、背景介绍
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在现代海战中,电磁环境日益复杂,各种雷达、通信设备、电子战系统等产生的电磁干扰对舰船的正常运行构成了严峻挑战。为了确保舰船在复杂电磁环境中的正常运行和作战效能,美国海军在舰船上广泛应用了电磁兼容系统。
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二、具体应用
电磁屏蔽技术的应用
美国海军舰船上的关键电子设备,如雷达系统、通信设备等,都采用了先进的电磁屏蔽技术。这些屏蔽措施包括在设备周围设置金属屏蔽层、使用吸波材料等,以减少外部电磁干扰对设备的影响。通过这些屏蔽措施,舰船上的电子设备能够在复杂电磁环境中保持正常工作,提高通信质量和作战效能。
电磁兼容性测试与评估
在舰船的设计和建造阶段,美国海军会进行严格的电磁兼容性测试和评估。这些测试包括电磁发射测试、电磁敏感度测试等,以评估舰船上各种电子设备的电磁兼容性能。通过测试,可以及时发现并解决潜在的电磁干扰问题,确保舰船在复杂电磁环境中的正常运行。
GJBI51A_97标准_军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术
.. ..
.. .. .. GJBI51A-97标准 军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术
目录
军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术 ................................... 1
引 言.................................................................... 1
1 GJB151A一97标准简介 .................................................. 2
2 .军工电子设备的EMC特点和设计对策 ..................................... 3
2.1 电源和EMC的关系 ............................................... 3
2.2 机箱电磁屏蔽 ................................................... 4
2.3 电路设计中的EMC对策 ........................................... 4
2.4 注重接地质量 ................................................... 5
3 针对各项军标EMC试验的达标技术 ........................................ 5
3.1 传导发射类试验 ................................................. 5
军工产品六性分析报告
军工产品六性分析报告
军工产品作为国家安全和国防建设的重要支撑,其性能指标和质量标准一直备受关注。本报告旨在对军工产品的六性进行深入分析,以期为相关领域的研究和生产提供参考依据。
首先,我们将从军工产品的机械性能入手。军工产品作为高科技装备,其机械性能直接关系到其在恶劣环境下的使用情况。因此,对于军工产品来说,其机械性能包括抗压、抗拉、抗弯等指标至关重要。
其次,我们将关注军工产品的热学性能。在极端环境下,军工产品需要具备良好的耐高温、耐低温和隔热保温性能,以确保其在各种极端条件下的正常使用。
接着,我们将对军工产品的化学性能进行分析。军工产品在各种复杂化学环境中使用,其抗腐蚀性能和化学稳定性是至关重要的指标。只有具备良好的化学性能,军工产品才能在恶劣的化学环境下保持稳定的性能。
然后,我们将研究军工产品的电磁性能。随着现代战争的发展,电磁环境已成为军事作战的重要组成部分。因此,军工产品的抗干扰性能和电磁兼容性是其必须具备的重要性能指标。
此外,我们还将关注军工产品的可靠性和安全性。军工产品往往用于关乎国家安全的重要场合,其可靠性和安全性是其最基本的要求。只有具备良好的可靠性和安全性,军工产品才能在关键时刻发挥其应有的作用。
最后,我们将对军工产品的环保性能进行综合评估。随着全球环境问题的日益加剧,军工产品在使用过程中对环境的影响也备受关注。因此,军工产品的环保性能将成为其未来发展的重要方向之一。
综上所述,军工产品的六性分析涉及到机械性能、热学性能、化学性能、电磁性能、可靠性、安全性和环保性能等多个方面。只有全面提升军工产品的六性水平,才能更好地满足国家安全和国防建设的需要,为维护国家安全作出更大的贡献。希望本报告能够为相关领域的研究和生产提供有益的参考,推动军工产品的不断创新和发展。
复杂电磁环境下野战气象装备保障探析
复杂电磁环境下野战气象装备保障探析
沈永伟;陈丽华;姜莉;胡晔;程晶
【期刊名称】《装备环境工程》
【年(卷),期】2010(007)005
【摘 要】从野战气象装备保障的实际出发,简要、定性地分析了野战气象装备当前所面临的电磁环境,提出了野战气象保障分队必须强化野战气象装备指挥、维修、器材供应及防护等"四个能力".在此基础上,进一步阐明了野战气象装备保障建设和准备需把握的问题.
【总页数】5页(P95-99)
【作 者】沈永伟;陈丽华;姜莉;胡晔;程晶
【作者单位】总参气象水文局,北京,100081;总参气象水文局,北京,100081;61741部队气象中心,北京,100081;总参气象水文局,北京,100081;总参气象水文局,北京,100081
【正文语种】中 文
【中图分类】E915
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军用电子模块电磁兼容要求与测量研究
军用电子模块电磁兼容要求与测量研究
发布时间:2022-09-14T02:24:29.371Z 来源:《中国科技信息》2022年9期第5月 作者: 郑益民
[导读] 军用电子产品的电磁兼容特性越来越受到重视
郑益民
浙江诺益科技有限公司 浙江杭州 310051
摘要:军用电子产品的电磁兼容特性越来越受到重视,军用电磁兼容(EMC)技术关乎电子系统及其周围电子器件的运行的安全可靠性,未来战争一个重要的制胜手段是掌握信息和数据,多样化的电磁干扰手段对现代军事行动中越来越依赖于电子设备的信息化武器装备
构成了巨大威胁,电磁安全问题日益凸显,为保障武器装备在复杂电磁环境下的适应性和生存能力,强化电磁安全方面的发展,是非常重
要的。电磁兼容设计的目的有两个,一个是保证电路之间、模块之间、系统内部的自兼容,另一个是顺利通过电磁兼容试验, 本文介绍了军用
EMC测试方面的发展现状,测试标准,根据GJB151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》标准,详细介绍了主要的电磁兼容测试方法。
关键词:标准化 军工 电磁兼容 电磁辐射 辐射抗扰度
1、军工电磁兼容简述
在当今信息社会,随着电子技术、计算机技术的发展,电子信息系统中采用的电气及电子设备数量大大增加,与此同时电子设备的频带日益加宽,灵敏度逐步提高,连接各种设备的电缆网络也越来越复杂,因此,EMC(电磁兼容)技术在军工电子、无线通信、雷达探测
以及航空航天领域的解决方案和实际应用日益受到重视。
军工电子设备对于电磁工作环境的兼容性能日益受到重视。EMC不仅与温度、湿度、振动等并列成为考核军工设备环境适应能力的重要指标,而且对某些电子设备来讲,电磁兼容性更是提到了所有各种环境要求中最重要的位置,这是因为现代军工装备的电子化程度大幅
度提高后,电子设备的功率谱和频率谱不断向高端和低端两个方向延伸,电子设备在海、陆、空各种平台上的安装密集度也大幅增加,导
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2024年电磁辐射的危害及防护(三篇)
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随着电子工业的飞速发展,微波炉、手机等家电和通讯工具不断普及,为改善我们的生活质量带来了福音。另一方面这些电子产品又产生了各种有害电磁辐射,成了我们生活中一个新的污染源,即通常所称的“电磁污染”。
这些有害的电磁辐射不仅影响了其它电子设备的正常工作,更重要的是它还污染我们赖以生存的环境,威胁着人们的健康。为此,各国政府采取了一系列措施来防治它。进入90年代以来,美国、欧盟、日本、澳大利亚、新西兰、韩国等国家和地区还相继采取法律形式宣布禁止产生电磁污染的产品(即电磁兼容不合格产品)进入市场。在德国,德国电气工程师协会(VDE)在VDE/0876标准中还把电子设备的辐射划为4个等级。其中N区为适用于居住区,规定在30~1000MHz辐射电场允许值为100(V/m,我国政府对环境电磁场卫生也很重视,原先环境监控的对象仅为废气、污水、振动、粉尘及电离辐射。90年代以来国家对电磁污染问题越来越重视。在xx年,为了控制电磁波对环境的污染,保护人民健康,国家颁布了GB9715-88环境电磁波卫生标准,规定了环境电磁波允许的辐射强度。xx年,上海市环境科学研究院在对即将开工的莘闵高架轻轨工程的环境评估时,就对该工程可能产生的电磁污染做了全面的评估。90年代中期,上海市又将原放射性三废处理站改为上海市环境辐射监理所,把原来仅对放射性电离辐射进行监管扩大到了对包括电磁辐射在内的所有辐射的监管,而且,也加大了监管的力度。 第 2 页 共 7 页 国内一些权威机构的无线电计量人员曾对某型号手机使用时的电磁辐射强度进行测试,结果发现手机上紧贴入耳处的辐射功率为120~1100(W/平方厘米,而在环境电磁波卫生标准(国家标准)中规定人长期居住区域辐射场应小于10(/平方厘米(称做安全区)。
不单是手机,其他一些常用的家电和办公用品也都存在电磁辐射。如VCD会产生频率为27MHz和它的整数倍频率的辐射,有的生产厂用金属箔遮住这些辐射无件,以减少辐射。电视机的屏幕和内部本地振荡器也都会产生辐射。相比之下,屏幕前的射线辐射远小于标准,而本地振荡器产生的辐射则超差的不少。这些本振辐射频率很高,比电视机接收的频率高37MHz,及它的二倍、三倍频率。而常用的电脑其辐射的频谱更广,为此美国联邦通讯委员会(FCC)规定数字电路必须测试到其时钟频率的5倍频率。生活中经常发生隔壁有人打游戏机,这里电视机能接收到的情景。因此,在一些机要部门为了防止电磁辐射而造成的泄密现象,把电脑置于金属板(或网)做成的屏蔽室里。
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56 航天电子对抗 第24卷第6期
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判断
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关键词:电磁辐射;工频状态;电场强度;磁感应强度;公众曝露控制限值;实测数据;防护措施;防护效果
引言
电子产品在生活中的应用越来越广泛,随之各种质量管理也变得更加严格,不论是国内消费级市场的3C认证,欧盟的CE认证,还是军工产品的环境试验都包括电磁兼容(EMC)要求,其中的电磁辐射发射是设计和整改难点,同时是电子产品必要考核项目。市场上远场试
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文章编号:1672—9242(2010)05—0095—05
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Complicated Electromagnetic Environment
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Abstract:The electromagnetic environment field meteorological equipment faced was analyzed according to the practice of field meteorological equipment support.It was put forward that field meteorological equipment detachment must promote the”four kinds of abilities”,such as commanding,maintaining,supplying,and protecting abilities of meteorological equipment.The problems needed to be mastered on construction and preparations of field meteorological equipment support were further explained. Key words:field meteorological equipment;complicated electromagnetic environment;support;ability
军工emc标准
军工emc标准
军工EMC标准指的是军事装备的电磁兼容性标准,用于确保军事装备在复杂的电磁环境中正常工作,避免相互干扰和性能降级。
由于军工产品的特殊性,其EMC标准相对较高,要求更加严格。在我国,军工EMC标准是由国家军用标准体系中的《军用装备电磁兼容性通用要求》和《军用电子设备电磁发射与敏感度测量规范》等标准构成的。
其中,《军用装备电磁兼容性通用要求》规定了军用装备的电磁兼容性要求,包括电磁发射和敏感度要求、测试方法等,以确保装备在各种复杂电磁环境中正常工作。
《军用电子设备电磁发射与敏感度测量规范》则规定了军用电子设备的电磁发射与敏感度测量方法,包括测量设备、测量条件、测量步骤等,以保证测试结果的一致性和准确性。
除了国内标准外,军工EMC标准也与国际上通用的EMC标准接轨,如美国的MIL-STD-461系列标准和欧洲的EN系列标准等。这些国际标准也是我国军工产品出口的重要依据。
总之,军工EMC标准是确保军事装备性能和可靠性不可或缺的重要环节,也是军工产品质量的重要保障。
