艦載電子裝備電磁干擾技術對策研究范文

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【摘要】近年來，電子技術的發展推動了艦載電子裝備的智能化、現代化升級，世界各國在加快海軍艦艇建造速度的同時，對電子裝備的研究給與了高度關注，其中就包括艦載電子裝備的抗電磁干擾技術。本文以此為研究內容，在分析電磁干擾對艦船電子裝備的影響的同時，從多個方面對提升艦載電子裝備抗電磁干擾的技術進行討論，從而實現艦船電子裝備在復雜電磁環境下的穩定性的提升，確保艦船綜合作戰效能。

【關鍵詞】艦載；電子裝備；電磁干擾；研究

隨著科學技術的發展，以及世界各國海洋領土意識的不斷強化，艦載裝備的現代化成為世界各國海洋防御能力提升的重要內容，在此情況下，則需要加快以電子裝備為核心的現代艦載裝備體系建設。然而，基于電子裝備對電磁信號的敏感特性，以及現階段艦載電子裝備密度的增加，使得電子裝備受電磁干擾的現象普遍存在，所以，通過對艦船電子裝備電磁干擾應對技術的研究，才能夠在一定程度上確保電子裝備的穩定性。

1電磁干擾對艦載電子裝備的影響

由于電子裝備密度的增加，以及艦艇內部大功率電動機的使用，導致艦艇內部空間中的電磁環境較為復雜，在缺少科學應對措施的情況下，會對艦載電子裝備造成不同程度的影響。

1.1降低電子裝備的性能

在艦載電子裝備的實際使用過程中，電磁干擾信號的存在將影響其內部微弱信號的傳輸質量，由此導致電子裝備的性能穩定性下降。例如，艦載語音記錄系統，該系統能夠對與之相連的通信系統中的語音信息進行實時記錄，從而便于事后進行數據分析。然而，由于艦船內部電磁干擾的存在，導致語音記錄系統、通信系統的工作性能明顯下降，語音記錄系統所記錄的數據信息并不完整。除此之外，對于某些大功率電機附近的電子裝備來說，由于周圍交變磁場較強，在該環境中，其性能不僅下降嚴重，甚至還會降低其故障率升高，降低其使用年限。

1.2電子裝備的誤動作

在艦載電子裝備的實際使用過程中，強電磁場的存在極易對雷達形成干擾，以至于雷達等具有定向跟蹤能力的探測設備誤認為目標信號，進而發生虛警、誤動作等現象。以無源探測雷達為例，在實施電子對抗的過程中，電子干擾設備發出的強大電磁波會被無源探測雷達所接收，此時，若電磁兼容系統未能發揮作用，將導致無源探測雷達對電磁波的主瓣區域作為目標源，進而提供虛假情報，并向指揮控制系統、武器防御系統發出錯誤的目標信號，若果所有系統均處于自動操作狀態，則極易造成武器裝備誤發事故。并且，在一些大功率電子裝備中，普遍裝有了電磁繼電器，然而，在交流電供電不穩定的情況下，由交流電形成的瞬時電磁場會破壞繼電器的吸合狀態，導致電子裝備工作異常。

2艦載電子裝備電磁干擾的應對策略

電磁干擾的存在，是影響艦載電子裝備性能的主要因素之一，相比較來說，電子裝備的大量使用雖然在某種意義上實現了艦船的現代化、智能化、網絡化，但是，從實際應用的角度來看，解決電磁干擾帶來的影響是提升艦船電子裝備作戰效能的前提之一。對此，可以通過電磁干擾的空間分布關系，分別提出艦載電子裝備電磁干擾應對措施。

2.1艦艇內部空間的電磁干擾應對策略

由于趨膚效應的存在，艦艇內部干擾主要是由內部電子裝備、電流轉換設備、大功率電機所產生，所以，根據電磁干擾形成的三要素，可以在干擾源、傳播路徑、干擾對象上采取相應措施。

2.1.1電子裝備自身電磁干擾的應對措施對于電子裝備來說，其內部硬件設計形成的電磁干擾較為常見，因此，強化對艦載電子裝備自身電磁干擾的應對就顯得尤為重要。（1）根據電子裝備的具體設計情況，區分其內部的干擾源與被干擾對象，如逆變器、線圈、繼電器等，通過獨立設計防護的措施來弱化電子裝備內部干擾；（2）利用模塊化的設計方式，根據其功能的不同將其獨立開來，通過有效的模塊防護措施，加強對電磁干擾信號的屏蔽效果；（3）在選用相關電子元器件的過程中，應選擇電磁環境適應性較強的電子元器件，尤其是對于一些容易被磁化的電子元器件來說，需要通過嚴格的質量檢測，否則，將對電子裝備的整體性能帶來影響。

2.1.2加強電流轉換設備的電磁干擾處理電流轉換設備在艦載電子裝備中有著較為普遍的應用，然而，由于在其工作過程中，會形成大量的高次諧波信號，由于諧波信號的能量累積，導致其產生的電流也就相對增加，進而形成具有規律性的電磁干擾信號。針對電流轉換過程中的電磁干擾，可以根據電容“隔直通交”的原理，在電流轉換設備與艦載電子裝備之間增加一個電容，且電容的規則應當以0.5μF最為適宜，并將電容另一端與機殼相連接，以有效減輕高次諧波對電子裝備的影響。然而，這里需要注意的是，對于橋式整流電路來說，由于其結構相對較為特殊，則需要根據橋式整流電路的電壓關系，將規格為0.5μF的電容接入其電壓對角線，如此，才能夠抵消高次諧波帶來的影響。以上電容規格的選擇主要是以艦載電子裝備普遍使用的50Hz交流電為依據，若對應裝備的供電頻率發生變化，則電容的規格也應當進行相應的調整。

2.1.3大功率電機的電磁干擾處理大功率電機的使用會形成不同頻率的電磁干擾信號，對此，在艦船設計過程中，除了在空間劃分方面盡量保證大功率電機周圍無敏感電子設備外，還需要采取有效的電磁干擾處理技術，以降低由其對電子裝備的形成的電磁干擾。（1）通過增加阻尼的方式，可以避免大功率電機在運轉過程中的轉速變化帶來的電流劇烈變化，使大功率電機周圍電磁場能夠維持在相對穩定的狀態；（2）大功率電動機在工作過程中產生的電磁干擾主要包括共模電磁干擾和差模電磁干擾兩種，工模電磁干擾則可以在大功率電機的輸出端與地之間增加旁路電容，對于由大功率電動機電刷與換向器形成的差模電磁干擾，則可以利用差模抑制電感進行處理。由于大功率電機形成的電磁干擾較強，且電磁干擾信號的評率較為復雜，因此，在選用對應電容、電感時，可以根據實際測量到的電磁干擾信號頻率范圍進行選擇。

2.2艦艇外部空間的電磁干擾應對策略

根據以往電子裝備的實際使用情況來看，針對艦艇外部空間的電磁干擾則可以采取以下應對措施。

2.2.1電磁兼容設備的匹配性為實現對艦船有雷達等設備電磁信號的統一管理，大多數艦船可以通過電磁兼容設備實現對特定頻率的控制，以避免電磁信號管理混亂帶來的各種問題。例如，在電子對抗進行干擾的情況下，為避免電子干擾機柜發出的高功率電磁波信號耦合進雷達裝備，則需要切斷雷達裝備在這一頻率上的接收通道，以確保本艦雷達裝備安全。電磁兼容設備的使用，能夠實現對來自于己方多個頻段電磁信號的有效管理，以充分利用有效的電磁信號資源，使艦面雷達、通信等電子設備能夠保持良好的性能。

2.2.2強化大功率通信天線的抗電磁干擾大功率通信天線在使用過程中會受到來自于不同干擾源的電磁波干擾，為此，則需要通過增加隔離度的方式來強化大功率天線的抗電磁干擾效果，其具體做法主要有以下幾種：（1）對于電子大功率電子通信裝備的天線來說，則可以采取天線長度的差異化處理，從而實現天線諧振頻率的參差效果；（2）盡量采用復合天線，以減少通裝備天線的數量，在節省艦面空間的同時，也能夠實現對艦面空間的科學利用；（3）為降低主桅大功率天線的耦合干擾，則需要采取帶有平衡網的非對稱振子的共線排列方式，兩個振子的方向相反。

2.2.3艦載雷達的同頻干擾處置對于艦載雷達來說，在周圍海域較為復雜的情況下，容易出現同頻干擾現象，直接反映在雷達顯示器上是較為混亂的雷達回波，但是，相關回波是來自于其他艦船或飛機雷達發出的電磁波。由于雷達設計的技術限制，其旁瓣電平將由于周圍天線、氣象儀等設備的影響而無法達到40dB。根據這一情況，則可以采用雷達接收機電路旁瓣抑制系統，從而將雷達旁瓣接受到的同頻干擾信號進行抑制，從而避免來自于其它同頻雷達的電磁信號干擾。

3總結

目前，電子裝備已經成為艦艇作戰效能提升的重要保障，各國現代艦艇的電子裝備密集程度也在隨之提高。盡管，建在電子裝備對艦艇內外空間電磁環境的要求較高，且極易受到電磁信號的干擾，但是，利用電磁屏蔽、濾波、接地等技術，從電磁干擾的源頭、路徑、對象三個方面采取措施，進而實現對電磁干擾<<上接107頁的有效抑制，促使艦艇的綜合作戰效能得到穩定發揮。

參考文獻

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作者：茅于東 周叢曦 艾佳方 單位：滬東中華造船有限公司