雷达侦察电子设备中的EMC设计技术

刘凯

[摘    要 ]雷达侦查电子设备是现代化军事发展中的重要设备，其在态势感知、敌情预警等诸多方面均有重要作用，而电磁兼容性是相应设备正常运行的基础要求。文章针对雷达侦察电子设备中的EMC设计技术进行分析，从电磁兼容性概念入手分析雷达侦察电子设备的电磁干扰情况，从多角度对相关设备电磁兼容性实现途径进行研究。

[关键词]雷达侦察电子设备;电磁干扰;EMC

[中图分类号]TN974 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]Radar detection electronic equipment is an important equipment in the development of modern military， which plays an important role in situation perception， early warning of enemy situation， and electromagnetic compatibility is the basic requirement of the normal operation of the corresponding equipment. According to the EMC design technology of radar reconnaissance electronic equipment， this paper analyzes the electromagnetic interference of radar reconnaissance electronic equipment from the concept of electromagnetic compatibility， and studies the ways to realize electromagnetic compatibility of related equipment from many angles.

[Keywords]radar reconnaissance electronic equipment; electromagnetic interference; EMC

雷達侦察电子设备是当前国防工业发展的重要构成部分，我国相关设备技术水平相对较高，在国际军贸市场上以低廉的价格、完善的功能而广受好评。雷达侦察电子设备设计过程中必须重点考虑EMC。由于其电路结构复杂，不同性质电路交叉较多，因此极容易产生对相应电子元器件不利的电磁干扰，如何保障设备EMC成为当前相关设备的研究重点。

1 电磁兼容概述

所谓电磁兼容性是指某电子设备在整体运行过程中，其各部分电子元器件均处于符合自身电磁运行环境的整体环境之中，而且各电子元器件在整体正常运行过程中不会产生对其他电子元器件正常工作造成影响的电磁干扰。电磁兼容性主要可以从两个方面进行分析：①设备在正常运行过程中，环境并不会影响设备本身正常工作。②设备在正常运行过程中，本身也具有一定程度的抗环境电磁干扰能力。从当前电子信息技术发展角度来看，各类电子设备的时钟频率成为电磁兼容性发展的重要因素。由于低信号电压电子设备广泛运用于军用电子设备和民用电子设备领域中，因此保持更为良好的电磁兼容性成为保障各领域各类型电子设备正常运行的关键技术。谈及电磁兼容性，就必须要分析何为电磁干扰，从当前比较常见的电磁干扰种类来看，可以将其具体化，分为传导电磁干扰和辐射电磁干扰，传导电磁干扰其所产生的干扰信号需要通过导体来对周边设备造成影响。而辐射电磁干扰则直接通过空间电磁信号耦合的方式来对其他设备造成干扰，这两种电磁干扰类型在当前各类电子设备中都比较常见，尤其是在电子集成技术高速发展的情况下，由于集成电路板线路及电子元器件分布密集，整体结构复杂，因此其更容易产生传导电磁干扰和辐射电磁干扰，这种情况下电磁兼容性技术就显得格外重要。保持良好电磁兼容性是各类型电子设备在正常运作环境下保持功能稳定的基础前提。

2 雷达侦察电子设备电磁干扰分析

从外部电磁干扰来看，设备箱体、信号接收天线以及各种用于信号传输或能源输送的电缆设备等都会在运行过程中产生一定的电磁信号，这些电磁信号作用于内部设备，或在周边环境形成叠加，复杂电磁信号都会对设备整体产生较为严重的电磁干扰。而从内部角度来看雷达侦查电子设备内部电磁干扰主要来自电路电磁干扰，数字电路相较于微波电路，其电磁波泄漏相对更少，因而产生的电磁干扰也更少，但微波电路与之不同，其自身产生的电磁波相对较强，因此其对周边设备产生的辐射电磁干扰也比较强，在这种情况下雷达侦查电子设备陷入内部电磁干扰，主要来源于微波电路。在设备运行过程中，电路中的非线性元器件都依托于微波电路实现自身功能，而该类型电子设备中非线性元器件数量较多，因此内部线路电磁干扰也比较严重。从当前雷达侦查电子设备电磁兼容性技术发展方向来看，既要从电磁干扰的源头入手同时也要着眼于对其他电子元器件及设备整体的抗干扰能力提升。

3 雷达侦察电子设备电磁兼容性技术分析

3.1 接地技术

科学接地是电子设备保持电磁兼容性的重要方式，在电磁噪声解决方案中，根据设备具体类型选择妥善的接地方式是非常主要的抗干扰措施。目前来看雷达侦察电子设备接地要区分高频接地和低频接地，具体接地方式可根据实际电路频率选择单点接地、多点接地或者混合接地，其中高频电路以及雷达侦查电子设备中的数字电路主要采用多点接地的方式，通常可以根据电路频率来决定信号的类型，频率在1 MHz以下一般采取单点接地，频率在10 MHz以上的则应采取多点接地。在该区间之间的应视其电路板或实体导线长度来决定具体的信号接地种类。另外在雷达侦察电子设备中存在交流电源地和直流电源地并存的情况，因此采用浮地电路往往能够起到更好的电磁兼容作用。面对不同信号类型的电路应该根据实际情况来选择相应的接地方案，模拟电路更易受电磁干扰，因而需要与数字电路进行划分，通过数字电路浮地接地之后在与模拟电路共同单点接地。目前来看，浮地电路是该类型电子设备接地过程中有效的抗电磁干扰措施。

3.2 电子元器件技术

这种雷达侦查电子设备具有较好的电磁兼容性，自然要从其电子元器件角度进行优化选择。首先由于此类设备在运行过程中高频工作电路相对较多，而高频工作电路产生的电磁干扰也相对较强，这是导致其产生电磁干扰，影响设备正常工作的重要原因。从这一点上来讲，在选择电子元器件时，一定要注意选择频率较低，上升时间更慢的类型，这样才能够最大限度地降低高频电路对整体设备的电磁影响。在电子元器件选择方面，电容是电子设备保障良好电磁兼容性的重要元器件，从电容在电路中的功能上来看，其具有隔直、去耦、滤波等相应与抗电磁干扰有关的功能。隔直是指射频电路中避免直流分量经过，在雷达电子侦查设备中，射频电路相对较多，其所产生的高频信号会影响射频芯片的正常工作，而这种电磁噪声需要使用电容来进行隔直处理。去耦也是电容的重要功能，这一功能能够有效滤出电源引脚上的高频分量，避免其产生相应的电磁干扰。高频分量还会产生一系列的无用信号，电感能够形成谐振回路，有效去除这些高频分量产生的无用信号，这也是减少电磁干扰的重要方式。

3.3 电路板布线

随着当前集成电路的技术不断发展，雷达侦察电子设备的集成电路复杂程度不断升高，其中印刷线路密集度也越来越高，这种情况下不论是辐射电磁干扰还是传导电磁干扰都比较严重，因此在面对这种情况时，良好的电路板布线以及优异的电子元器件排布方式，就成为减少电磁干扰的重要举措。通常来讲，为了减轻产生的电磁干扰应尽量将电子元器件布置于电路板一侧，顶层电路板是电子元器件高度集中的部位。如果顶层电路板电子元器件過度密集，就没有位置给后续电子元器件安排位置，这时可以将一些发热量相对较小且数量较少的电子元器件放在电路板下层。各类电子元器件应保持平行或垂直排列，避免交叉重叠，最大限度地降低互感干扰。虽然集成电路上各种电子元器件高度密集，但也要注意各个独立个体之间的间隔，最小间隔距离也应在1 mm以上。在各种电子信号流通方向选择时，尽量让其保持信号流交叉传递的情况，最大限度地避免信号交叉传递的情况。在保障功能的前提下，要尽量缩短各个电子元器件之间的导线连接长度。在集成电路电子元器件布局时，要注意保障各个功能区域及电子元器件排布，以核心元器件为中心，最大限度地保障核心元器件工作效能，同时在外围电子元器件排布时，要注意做好导线排布设计，尽量减少互相交叉连接的情况，减少整体电路板导线长度以及导线连接复杂度，有助于降低设备工作时产生的电磁干扰，强化设备整体电磁兼容性。在电路板设计过程中，不仅要重点考虑其电磁兼容性，有效缩短导线连接长度，同时也要考虑相关设备的使用环境，保障电路板机械强度，全面满足工作需求。

3.4 隔离技术

雷达侦查电子设备在运行过程中，不仅自身设备会产生较为复杂的电磁信号，而且其所面临的环境往往也属于复杂电磁环境，因此在设备运行过程中，很多非线性电子元器件会产生较大的谐波分量，这是设备整体内部电磁干扰的重要来源，由于谐波分量对设备其他电子元器件干扰较大，因此需要在设计过程中对其进行有效隔离。目前设置不同拱顶区域将不同波长以及频率的滤波进行有效区分，然后将其安排至相应的拱顶区域，由于不同区域其波长和频率各不相同，因此可以采用不同的方式进行隔离，有效隔离这些谐波。如此一来，设备内部电子元器件产生的电磁干扰能够被有效抑制，设备整体电磁兼容性大大加强。不同拱顶区其所采取的隔离措施各不相同，比较常见的是物理盖板隔离，也就是在电子元器件设计过程中常用的电磁屏蔽罩，有时需要根据波的不同性质来设计不同类型的电磁屏蔽罩，由于产生谐波的相应电子元器件本身不会受到谐波影响，因此采用电子屏蔽罩，将其限制在一定区域内能够有效减少设备内部的电磁干扰。

3.5 屏蔽技术

除内部各电子元器件在运行过程中产生的电磁干扰以外，雷达侦查电子设备在运行过程中还会受到外部环境中的电磁干扰，整体上来看，外部电磁干扰相对比较复杂，举例来讲，雷达站雷达侦查电子设备本身有较多电缆和相应的信号线，这些设备在设备整体运行过程中会产生等效天线，而这对于设备本身来讲，是一种比较严重的外部电磁干扰，为了有效减少这一情况，在设计过程中需要屏蔽这一部分产生的电磁干扰。为此，除了使用相应的屏蔽天线以外，科学应用滤波电容也是非常关键的一种措施。滤波电容能够有效降低天线本身产生的杂波，一般来讲，滤波电容应设置在天线信号输入端，这样能够保持屏蔽工作的连续运作特性。目前来看，外部电磁波对于设备本身造成的干扰也是比较严重的，如果不能采取有效手段对其进行抑制或屏蔽，那么外部电磁杂波会对设备产生较大影响。除了在天线和电源线等方面采取屏蔽技术，雷达侦查电子设备外部箱体配电装置等相关区域也需要进行相应的屏蔽处理，无论是弱电部分还是强电部分在外部能够形成较强电磁干扰，都应根据其特性选择相应的屏蔽设备来减少电磁干扰。

4 结束语

本文针对雷达侦查电子设备电磁兼容设计技术进行分析，通过简述电磁兼容相关内容以及当前雷达侦察电子设备面临的电磁情况来明确设计过程中应考虑到的一系列电磁兼容性技术。近年来随着我国相关科研攻关力量的不断增强，各类高精尖军用雷达及其他电子侦察设备不断更新换代，我国同类型产品目前在国际军贸市场上有着优异表现，这些均证明当前我国雷达侦查电子设备电磁兼容性相对较好，设备整体运行状况稳定。

参考文献

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