航空电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计.

航空电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC 设计

摘要 :本文简述了航空电子产品电磁兼容设计的重要性 , 着重介绍了电磁兼容性结构设计的重要内容之一——屏蔽设计的原理及几种屏蔽设计的实用方法。

关键词:电磁兼容性屏蔽

一引言

电磁兼容性技术又称环境电磁学,是近代发展起来的新的学科领域。它涉及到电路设计、结构设计、工艺及安装等方面的问题。随着电子技术的发展 ,电子设备的发射功率将更高, 无线电射频源的密度将更太, 未来的电磁环境也将更加严酷。现在我国已经将电磁兼容性能提高到与产品指标同等重要的地位 ,不满足电磁兼容性要求的军品不能装机。对于从事军工产品的设计人员来说 ,应该尤为重视产品的电磁兼容性设计。在飞机中,窄小的空间装备着大量的各种类型的电子设备,如接收系统、发射系统、控制设备、天线、雷达等等 ,导致电磁环境极为复杂 , 相互间的电磁干扰非常严重。系统电磁兼容性设计不良的飞机,发生防御电子系统和进攻电子系统的相互干扰不能同时工作 ,甚至发生通信设备导致武备系统误动作的情况都是不乏其例的。

二电磁干扰方式

电子设备结构设计中常见的电磁干扰方式主要有:

传导干扰

传导干扰一般是指通过电源,电缆,布线系统,接地系统引起的串扰。辐射干扰

在高频情况下,电磁能量比较容易产生辐射。通常,在 MHz 以上,辐射就较明显,当导线长度超过四分之一波长时,辐射功率将很大。

三电磁兼容(EMC 设计的主要内容及方法

电磁兼容设计的主要方法有屏蔽、滤波、接地等。屏蔽是结构设计中的主要使用方法。

3.1屏蔽

电磁屏蔽是利用金属板、网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减小电磁能量传播所采取的一种结构措施。常用的方法有静电屏蔽,磁屏蔽和电磁屏蔽。

(1静电屏蔽

静电屏蔽主要是为了抑制寄生电容的耦合, 使电路由于分布电容泄漏出来的电磁能量经屏蔽接地而不致于串入其它电路,从而使干扰得到抑制。静电屏蔽的基本方法是采用低电阻率材料作屏蔽体, 在感应源与受感器之间加一块与机壳接触良好的金属隔板网、罩或盒。可用铜、铝材做屏蔽外壳,要求不高的也可用钢材。机壳必须是导电良好、稳定可靠的导电体。静电屏蔽必须保证良好的接地,否则屏蔽效果将大大下降。

(2磁屏蔽

磁屏蔽主要是针对一些低阻抗源。例如变压器、线圈及一些示波器、显示器就可考虑用磁屏蔽。良好的低频屏蔽必须具有合适的电导率和高磁导率。磁屏蔽的基本方法是用高磁导率材料,如铁镍合金、镍铅合金、纯铁、铜作屏蔽材料, 做成屏蔽罩。

(3电磁屏蔽

电磁屏蔽就是对高频电磁辐射的屏蔽。

电磁屏蔽的主要方法是用金属材料做成屏蔽壳体。电磁屏蔽理论指出:电磁干扰在通过屏蔽体时, 一部分被反射, 未被反射的部分进入屏蔽层而被吸收转化为热能, 剩余的部分则穿透屏蔽层, 继续向外传播。

四几种屏蔽设计的实用方法

4.1整体机箱

最理想的屏蔽体是均质无缝的,但是实际中我们避免不了在机箱上打孔、开窗等。所以在不影响装配工艺的条件下, 尽量的将机箱做成整体机箱。我公司现阶段整体机箱有三种形式:机加工整体机箱、铸造机箱和焊接机箱。

4.2

在产品设计过程中,考虑到可行性和装配工艺性,往往不可避免的设计出板搭接、

4.2.1板搭接处的电磁兼容设计

四结束语

为了实现令人满意的屏蔽,设备壳体应有足够的屏蔽效果,以便将不希望有的信号强度衰减到足以获得系统/分系统/设备的最大的电磁兼容的电平。所谓

电磁兼容就是设备在预期的电磁环境中能正常工作的能力。也就是说, 设备和系统在规定的电磁环境中不受电磁干扰而降低工作性能; 同时它所产生的干扰也不大于规定的极限电平, 以免影响其它设备正常工作, 从而达到所有设备之间互不干扰、共同运行的目的。由此可见,电磁兼容是一个整机性能指标,它与结构设计的好坏有着密切的关系。当然, 结构设计得好, 未必就能解决整机的电磁兼容指标; 但是结构设计得不好, 则极有可能导致整机电磁兼容设计的失败, 这也是引起人们对电磁兼容结构设计重视的原因。

在设计一个新产品时 , 一开始就必须考虑到电磁兼容问题。如果忽视了这一问题 , 到新产品度制时,干扰问题会暴露出来。因此及早地解决电磁干扰问题不仅是行之有效的 , 而且会大大降低产品成本。