某雷达的电磁兼容性(EMC)结构设计
EMC结构电磁兼容设计规范
EMC结构电磁兼容设计规范篇一:结构设计规范(EMC)EMC)结构设计规范(一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。
电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。
B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。
C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。
在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。
一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。
另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。
在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。
电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。
其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。
但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。
二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。
EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。
EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。
从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。
电子电路中的电磁兼容性设计方法
电子电路中的电磁兼容性设计方法电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指在电子系统中,各种设备和系统之间能够以相对自由的方式进行无干扰、互不干扰的工作状态。
电子电路中的EMC设计方法对于确保电子设备的正常运行和稳定性至关重要。
本文将介绍几种常用的电磁兼容性设计方法。
一、屏蔽设计法屏蔽设计是一种常见的解决电磁干扰问题的方法。
通过在电子设备的关键部位添加屏蔽罩,可以有效地阻挡外界干扰电磁波的进入,同时防止设备自身的电磁辐射对周围环境造成影响。
屏蔽罩通常由导电材料制成,如金属板材、金属网等,具有良好的导电性和屏蔽性能。
在设计时需要考虑到屏蔽罩的结构尺寸、材料选择、接地方式等因素,以达到最佳的屏蔽效果。
二、滤波器设计法滤波器设计是另一种常见的EMC设计方法。
滤波器可以将电路中的高频噪声滤掉,从而减少电磁辐射和接收到的外界干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
根据设计需求和电路特性选取合适的滤波器类型,并在电路中合理布置,可以显著提高电磁兼容性。
三、接地设计法接地设计是EMC中非常重要的一环。
良好的接地设计可以有效地消除地回路的干扰,保证设备的稳定运行。
在设计中,应根据电路的特性和工作环境选择适当的接地方式,如单点接地、分级接地等。
此外,还需要合理布置接地线路,避免接地回路过长或出现共模干扰等问题。
四、降噪设计法在电子电路设计中,降噪设计是提高EMC能力的重要手段。
通过合理布置电源线路、减小信号线的长度、增加滤波电容等方式,可以有效地降低电路中的噪声水平,提高系统的抗干扰能力,从而提高电磁兼容性。
五、辐射和传导阻抗匹配设计法辐射和传导阻抗匹配是保证信号传输正确无误的重要环节。
在电子电路设计中,应根据传输线路的特性和工作频率选择合适的传输介质和线路结构,以减小阻抗不匹配带来的辐射和传导干扰。
此外,还应合理布局电路和线路,减少电磁辐射和传导噪声。
电磁兼容设计方案
电磁兼容设计方案引言电磁兼容(EMC)是指电子设备在相互之间以及与外界电磁环境之间能够相互协调,互不干扰的能力。
在现代电子产品广泛应用的背景下,电磁兼容设计成为保障设备正常工作的重要环节。
本文将介绍电磁兼容设计的基本原理和常用的设计方案。
电磁兼容设计的原理电磁兼容设计的基本原理是通过控制电磁辐射和抗干扰能力,降低设备之间的相互干扰,保证设备正常工作。
电磁兼容设计的主要工作包括以下几个方面:电磁辐射控制电磁辐射是指电子设备在工作过程中释放的电磁波。
为了控制电磁辐射,可以采取以下措施:•优化电路布局:合理规划线路和电源的布局,减少电磁辐射。
•使用屏蔽材料:在电路板或组件周围添加屏蔽材料,以阻挡电磁波的传播。
•减少高频干扰:通过电缆、滤波器等方式减少高频干扰信号的传输。
抗干扰能力提升除了控制电磁辐射外,提升设备的抗干扰能力也是电磁兼容设计的重要内容。
以下是常用的提升抗干扰能力的措施:•优化电源设计:采用稳定的电源供电,以减少外部电源的干扰。
•使用滤波器:在输入和输出端口处加装滤波器,以抑制干扰信号。
•采用屏蔽措施:使用屏蔽线缆、屏蔽罩等措施,以减少外界干扰信号的影响。
常用的电磁兼容设计方案根据不同的应用场景和需求,可以采取不同的电磁兼容设计方案。
以下是常用的几种方案:PCB设计方案PCB设计是电磁兼容设计中的关键环节。
以下是一些常用的PCB设计方案:•地面设计:合理规划地面,减少电磁辐射。
•路径优化:通过合理规划信号线和电源线的路径,减少互相之间的干扰。
•分区设计:将不同功能的电路分区,减少相互之间的干扰。
外壳设计方案外壳设计是抑制电磁泄漏和接收外部干扰的重要手段。
以下是一些常用的外壳设计方案:•金属外壳:采用金属外壳能够有效屏蔽电磁辐射和外部干扰。
•导电涂层:在塑料外壳上添加导电涂层,提高屏蔽效果。
地线设计方案良好的地线设计能够减少电磁辐射和提升抗干扰能力。
以下是一些常用的地线设计方案:•单点接地:将所有地线连接到一个点上,减少地线之间的互相干扰。
电磁兼容设计
电磁兼容设计EMC的设计原则主要包括电磁妥协、电磁传导和电磁辐射三个方面。
其中,电磁妥协指系统或设备在其电磁环境中所具备的稳定可靠性和干扰抑制能力;电磁传导指电磁干扰通过导线、电缆等电路途径传输的过程;电磁辐射指电磁干扰通过空气中的辐射传输的过程。
EMC设计的目标是在满足设计要求的前提下,通过合理的电磁设计手段,使系统或设备能够在电磁环境中稳定可靠地工作,同时对周围环境产生的电磁干扰控制在一定范围内。
EMC设计的方法主要包括减少敏感性、抑制干扰、提高屏蔽和地线设计。
减少敏感防止设备受到外界电磁场的干扰,通常可以采取一些措施,如增加设备的抗干扰性能、优化电路布局和线路板设计等。
抑制干扰可通过增强设备的抑制功能,如增大屏蔽效果和电源滤波等手段来实现。
提高屏蔽能力是抑制电磁辐射和传导的有效手段,常见的屏蔽方法包括金属外壳屏蔽、电磁屏蔽材料应用、屏蔽接地等。
地线设计则是保证设备或系统的电磁兼容性的关键,应遵循地线独立性、地线的连续性、地线的低阻抗和建立合理的地线结构等原则。
EMC设计在现代工程中的重要性不言而喻。
如今,电子设备广泛应用于工业、航空航天、通信、医疗、军事等领域,其性能和可靠性对终端产品的质量和稳定运行起着至关重要的作用。
而在电磁环境复杂多变的情况下,需要通过合理的EMC设计手段来保证设备的正常工作。
EMC设计不仅能够提高设备的抗干扰能力,减少电磁相互干扰带来的工作不稳定等问题,也有助于提高设备的功能完整性、稳定性和可靠性,同时带来更好的性价比和用户体验。
在实际应用中,EMC设计涉及到多个方面的问题。
首先,需要对电磁场特性进行准确的测量和分析,以了解系统或设备所处的电磁环境。
其次,在电路设计和线路板布局方面,需要注意电磁兼容性的要求,采取合适的技术手段,如差分信号传输、噪声屏蔽等。
此外,还需要有效地管理和控制系统或设备产生的电磁辐射和传导干扰,选用合适的屏蔽材料和设计合理的地线结构。
最后,通过全面的测试和验证手段,验证设计方案的合理性和可行性,确保设备在正常工作和异常情况下的电磁兼容性能。
电磁兼容EMC设计方案及测试技巧
电磁兼容EMC设计及测试技巧转载自:单片机工具之家当前,日益恶化的电磁环境,使我们逐渐关注设备的工作环境,日益关注电磁环境对电子设备的影响,从设计开始,融入电磁兼容设计,使电子设备更可靠的工作。
电磁兼容设计主要包含浪涌(冲击)抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。
电磁干扰的主要形式电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统,影响系统工作,其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。
传导:传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。
在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。
辐射:通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较高的部分(高于30MHz)。
辐射的途径通过空间传递,在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。
共阻抗耦合:当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。
在电源线和接地导体上传导的骚扰电流,多以这种方式引入到敏感电路。
感应耦合:通过互感原理,将在一条回路里传输的电信号,感应到另一条回路对其造成干扰。
分为电感应和磁感应两种。
对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策:传导采取滤波(如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用),辐射干扰采用减少天线效应(如信号贴近地线走)、屏蔽和接地等措施,就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力,也可以有效的降低对外界的电磁干扰。
电磁兼容设计对于一个新工程的研发设计过程,电磁兼容设计需要贯穿整个过程,在设计中考虑到电磁兼容方面的设计,才不致于返工,避免重复研发,可以缩短整个产品的上市时间,提高企业的效益。
一个工程从研发到投向市场需要经过需求分析、工程立项、工程概要设计、工程详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、工程投产、投向市场等几个阶段。
雷达电路系统的电磁兼容设计
雷达电路系统的电磁兼容设计1、引言现代雷达对信号频谱质量的要求越来越高,并要求雷达能在恶劣的电磁干扰环境中可靠工作,这就对雷达电路系统的抗电磁干扰能力和电磁兼容设计提出了更高的要求。
由于雷达信号的寄生输出,除了在信号变换等过程中产生外,还与系统外部的干扰、电路之间的干扰,电路系统的结构设计、工艺设计及信号传输匹配等有关,所以要研制满足电磁兼容要求的电路系统,除了方案合理、设计正确外,还必须注意以下几点。
a、采取电路合理接地、电路之间去藕等有效措施,抑制一切无关信号。
b、装配设计、电路布局及排列等必须正确合理。
c、应采用先进的工艺设计。
d、加强单元电路和电缆之间及电路系统之间的屏蔽隔离。
2、电路系统的电磁兼容分析与设计用高质量的单元电子电路组成电路系统,完成某种功能时,除了系统方案的正确,电磁兼容设计也是十分重要的。
尤其对现代雷达中的高稳定信号系统和一些复杂电路系统以及工作在恶劣电磁环境中的电路系统,电磁兼容设计就更为重要。
下面将详细分析电路系统的电磁兼容间题,并提出有关的实施措施和方法。
2.1电源系统的电磁兼容电源系统方面的干扰有三种形式:第一种是系统外部的干扰串入,如由交流电网进来的干扰及干扰磁场等引起的干扰信号;第二种是系统本身产生的干扰信号,例如整流滤波后的波纹干扰,可控硅调压产生的尖脉冲,开关电源引起的高频脉冲,高频电源的泄漏及稳压管产生的噪声等等;第三种是系统连线上的场干扰信号。
要抑制或削弱这些干扰信号必须对电源系统进行细心的电磁兼容设计。
a、对电源变压器加屏蔽、隔离措施每只电源变压器都应在初次级之间加静电屏蔽,以隔离初级电网串进来的干扰。
重要电源还应对整个变压器加罩高导磁材料进行磁屏蔽,抑制变压器磁场及外界磁场引起的干扰。
雷达侦察电子设备中的EMC设计技术
84 军民两用技术与产品 2018·6(下)文章编号:1009-8119(2018)06(2)-0084-02随着科学技术的不断进步,军事管理朝着现代化、科学化方向不断进步,侦探技术也取得了很大的发展。
现代侦探技术主要依赖于雷达监测,雷达侦察具有灵敏度高、侦察范围广等优点,随着来打侦察技术的不断进步,极大刺激了数字电路的采样频率的发展。
用于数字电路的数字期间的工作频率已经达到GHz 等级。
在侦察设备中使用到的数字化设备也逐渐靠近射频前端,一次能够简化宽带、大动态接收机等设计。
侦查系统的不断简化,在提高电子侦察系统的竞争力方面具有很强的市场竞争力,因此不断使侦察系统朝着小型化发展。
对于微波电路则需要进行微型化设计。
同时,电磁干扰问题在侦察技术中仍然是比较突出的问题,高速数字电路与微波模拟电路的混合设计会引起电磁设备的电磁兼容性问题。
本文针对雷达侦察电子设备中的问题进行了探讨,并且分析了产生这些问题的原因,并且提出解决措施。
1 电磁兼容性概述1.1 电磁兼容性的概念电磁兼容性,英文简写为EMC ,指的是在电磁环境中,设备或者系统能够正常运行而不会受到电磁环境的干扰的能力。
电子系统发明以来,逐渐在军事中应用,但是在应用中发现电子系统会受到周围环境的影响。
由于对电磁兼容的研究较少,并且打不会设备制造商并不重视电磁兼容的问题,导致设备的使用性能较差。
随着低压信号设备的出现,现代数字设备的时钟频率增大,电磁兼容性问题逐渐受到重视。
20世纪70年代,电子降噪技术首次得到应用,美国联邦通讯委员会和欧盟相继对商业数码设备发布相关的规定,要求电子设备生产厂家必须在保证电子设备能够具有抵抗环境电磁干扰的能力的基础上才能够销售。
这些设备称其具有电磁兼容性。
具有电磁兼容性的设备需要满足两个条件:一是设备在正常运行过程中能够抵抗环境对其的电磁干扰;另一个是环境对设备的电磁干扰必须在一定的限度之内。
1.2 电磁干扰的概念为了更好的理解电磁兼容性的概念,需要与电磁干扰结合讨论。
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC)设计江苏省电子信息产品质量监督检验研究院胡寅秋1 引言随着科学技术的迅速发展,现代各种电子、电气、信息设备及家用电器的数量和种类越来越多,性能越来越先进,其使用场合和数量密度也越来越高。
这就使得电气电子系统内、设备内的相互干扰愈加严重。
在这种情况下,要保证设备在各种复杂的电磁环境中正常地工作,则在结构设计阶段就必须认真考虑电磁兼容性设计。
2 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。
感应及耦合引起的干扰3 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。
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。
电子设备结构设计人员在着手电磁兼容性设计时,必须根据产品所提出的抗干扰要求进行有针对性的电磁屏蔽设计。
(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。
磁屏蔽罩在结构上按加工工艺不同一般可分为两类:一类为用平板坯料深冲成形的,另一类为焊接成形的。
雷达发射机的电磁兼容设计分析
雷达发射机的电磁兼容设计分析摘要:全固态雷达发射机是基于微波功率晶体管设计和制造水平不断提升基础上实现的,但是在电子设备应用密集度不断提升的情形下,必然会在不同设备和流程之间产生对应的干扰现象。
本文在简要概述电磁兼容及其控制技术的基础上,分析雷达固态发射机电磁兼容设计基本流程,以此有效减少不同电子设备之间的干扰,提升雷达发射机运行中的电磁兼容水平。
关键词:雷达发射机;电磁兼容;电磁干扰电磁干扰是雷达发射机中必然存在的现象,其对雷达发射机运行精度会造成极大影响。
结合技术应用情况,设计系统性的电磁兼容系统,能够较好的解决这方面问题,为雷达发射机运行精度控制奠定良好的技术基础。
1、电磁兼容概述电磁兼容是指在电气及电子设备在同一电磁环境运行下,达到各个设备能够正常工作,同时又互不干扰的状态[1]。
也就是要求设备能够保持正常运行状态的同时,避免给环境或者其他设备带来相应影响。
随着电磁兼容研究的深入,已经形成涵盖多种技术在内的综合性学科,为工程应用提供应有的保障。
2、电磁兼容性控制技术在目前的研究体系中,电磁兼容性控制技术主要分为如下几个类别:一是传输通道抑制技术,主要是通过滤波、屏蔽、搭接、接地及合理布线等相关方法来实现。
二是空间分离技术,也就是利用地点位置控制、自然地形及方位角控制技术来实现,但是这种技术对周边环境具有较强的依赖性。
三是时间分隔技术,主要是通过时间公用准则、雷达脉冲同步、以及主动和被动式的时间分隔来实现。
四是通过制度性的频谱制度或者管制等形式实现。
五是通过变压器隔离、光电隔离及继电器隔离等技术来实现。
同时,在相关技术研究不断深入的情形下,也开始出现其他类型的额电磁兼容性控制技术。
3、雷达固态发射机电磁兼容设计3.1 雷达固态发射机概述就目前全固态雷达发射机技术发展状况而言,其主要分为高功率集中放大式发射机和分布式有源相控阵雷达发射机两种。
但是无论采用何种技术,雷达发射机在本质上还必须依赖发射大功率发射信号来运行的。
电磁兼容性(EMC)_设计及实验知识
在电磁兼容性领域,近几年来许多法规开始生效,并公布了标准。在欧盟中自1996年1月1日起欧 共体委员会的EMC准则89/336/EWG生效。任何电子设备自该日起必须符合EMC准则的保护目的。相 应标准的认证将由制造商或进口商用一个认证说明来作书面证明。设备必须标有CE标志。 原则上,所有的电气或电子仪器、设备和系统必须满足EMC准则或国家的EMC法规的保护要求。 对于大多数的仪器,需要制造高或者进口商的一个认证说明以及推行标上CE标志。特殊情况和特殊 EMC 的规则将在EMC法规中进一步的进行说明。 欧共体将制钉出新的一致的欧洲标准。这个标准包括测量方法和极限值以及严酷度,既用于电子仪 器、设备和系统的发射,又用于抗扰度。 欧洲标准不同类别的分类(参见表1和表2)可以很容易的对各自设备规定的规范进行选择,我国也 相应等效采用上述分类标准(参见表3),即基础标准、通用标准、产品系统标准和专用产品标准。
电磁兼容性的规定和规范(标准) 电磁兼容性的规定和规范(标准)
下列的标准和规范组成了用于认证——测试的框架: 表3
EMC—标准 德国 欧洲 世界 总规范 如果EMC—环境规定,设备应按照规定运行时 DIN EN 50081-1 辐射 住宅区 DIN EN 50081-2 工业区 DIN EN 50082-1 干扰 住宅区 DIN EN 50082-2 工业区 基础标准 包括物理的现象和测量方法 DIN VDE 0843 基本规则 DIN VDE 0876 测量设备 测量方法 发射 DIN VDE 0877 干扰 DIN VDE 0838 谐波 DIN VDE 0843-2 干扰因素 DIN VDE 0843-3 例如 静电放电(ESD) DIN VDE 0843-4 电磁场 DIN VDE 0843-5 快速瞬变(群脉冲) 浪涌
EMC电磁兼容的设计思路和方法
EMC电磁兼容的设计思路和方法为了提高电子设备的电磁兼容能力,必需从开头设计时就赐予电磁兼容性以足够的重视。
电磁兼容的设计思路可以从电磁兼容的三要素,即电磁干扰源、电磁干扰可能传播的路径及易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件入手。
也就是首先,要充分分析电子设备可能存在的电磁干扰源及其性质,尽量消退或降低电磁干扰源的参数。
其次,要充分了解电磁干扰可能传播的路径,尽量切断其路径,或降低与电磁干扰耦合的能力。
最终,要充分熟悉易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件,尽量杜绝其接收电磁干扰的可能性。
据此,在设计时应采取相应对策,消退或部分消退可能出现的电磁干扰,以减轻调试工作的压力。
在调试中,针对详细出现的电磁干扰,以及接收电磁干扰的电路和元器件的表现进行分析,以确定电磁干扰源所在及电磁干扰可能传播的路径,再采取相应的解决方法。
对电磁干扰源的设计方法电磁干扰源的种类相当多,比如,自然的电磁干扰源包括:地球表面的最大磁场强度为52A/m,平均电场强度为130v/m,雷电的大气干扰,静电的电晕放电和宇宙噪声等等。
人为的电磁干扰源包括:含有整流子的直流电机换向时火花的电弧和电流变化,电器开关动作时产生的电弧和电流变化,非线性元器件工作时产生的谐波,高频振荡器和无线电发送设备的电磁辐射,汽车点火系统,医疗用的超声波发生器,生活用的微波炉以及电磁脉冲等等。
可以说电磁干扰源无处不在,下面仅谈论与我们相关的主要电磁干扰源。
供电电源供电电源,常由于负载的通断过渡过程,半导体元件的非线性,脉冲设备及雷电的耦合等因素,而成为电磁干扰源。
供电电源电磁兼容的设计方法为:采用交流电源滤波器由于交流电源滤波器是低通滤波器,不阻碍工频电能的通过,而对高频电磁干扰呈高阻状态,有较强的抑制能力。
使用交流电源滤波器时,应依据其两端阻抗和要求的插入衰减系数选择滤波器的型式。
要留意其承受电压和导通电流的能力,屏蔽与机壳要电气接触良好,地线要尽量短,截面足够大,进出线要远离,而且滤波器应尽量靠近供电电源。
全面剖析雷达电路的电磁干扰和EMC设计方案
全面剖析雷达电路的电磁干扰和EMC设计方案现代雷达对信号频谱质量的要求越来越高,并要求雷达能在恶劣的电磁干扰环境中可靠工作,这就对雷达电路系统的抗电磁干扰能力和电磁兼容设计提出了更高的要求。
由于雷达信号的寄生输出,除了在信号变换等过程中产生外,还与系统外部的干扰、电路之间的干扰,电路系统的结构设计、工艺设计及信号传输匹配等有关,所以要研制满足电磁兼容要求的电路系统,除了方案合理、设计正确外,还必须注意以下几点。
a、采取电路合理接地、电路之间去藕等有效措施,抑制一切无关信号。
b、装配设计、电路布局及排列等必须正确合理。
c、应采用先进的工艺设计。
d、加强单元电路和电缆之间及电路系统之间的屏蔽隔离。
电路系统的电磁兼容分析与设计用高质量的单元电子电路组成电路系统,完成某种功能时,除了系统方案的正确,电磁兼容设计也是十分重要的。
尤其对现代雷达中的高稳定信号系统和一些复杂电路系统以及工作在恶劣电磁环境中的电路系统,电磁兼容设计就更为重要。
下面将详细分析电路系统的电磁兼容间题,并提出有关的实施措施和方法。
电源系统的电磁兼容电源系统方面的干扰有三种形式:第一种是系统外部的干扰串入,如由交流电网进来的干扰及干扰磁场等引起的干扰信号;第二种是系统本身产生的干扰信号,例如整流滤波后的波纹干扰,可控硅调压产生的尖脉冲,开关电源引起的高频脉冲,高频电源的泄漏及稳压管产生的噪声等等;第三种是系统连线上的场干扰信号。
要抑制或削弱这些干扰信号必须对电源系统进行细心的电磁兼容设计。
a、对电源变压器加屏蔽、隔离措施。
每只电源变压器都应在初次级之间加静电屏蔽,以隔离初级电网串进来的干扰。
重要电源还应对整个变压器加罩高导磁材料进行磁屏蔽,抑制变压器磁场及外界磁场引起的干扰。
这些静电隔离和磁屏蔽体均应可靠接地。
b、电源变压器要尽可能远离电子电路,以便使电源频率的干扰及交流电源磁场的干扰降到最低水平。
某雷达调频源、电源组合结构设计
1 引 言
调 频 源 和 电 源 是 某 雷 达 的重 要 组 成 部 分 , 各 项 指标 的 好 坏 直 接 影 响 雷 达 整 机 的性 能 。 其 因 此调频源 、 电源 组 合 的结 构 设 计 就 显 得 尤 为 重 要 。
2 结 构 设 计 要 求
根 据 产 品 任 务 书 和 环 境 试 验 总 技 术 要 求 , 调 频 源 、 源 组 合 提 出如 下 设 计 要 求 : 对 电 a .调 频 源 与 电 源是 相 互 独 立 而 又 相 互 关 联 的 两 个 功 能块 , 计 应 便 于 单 独 调 试 和 维 修 ; 设 b .调 频 源 、 源 组 合 挂 在 俯 仰 轴 上 , 天 线 系 统 转 动 ; 电 随
火 控 雷 达 技 术
第3 1卷
图 1 调 频 源 、 源 组 合 尺 寸 电
3 结 构 形 式 的 确 定 及 结 构 布 局
调频 源、 电源 组 合 由 调 频 源 和 电 源 两 个 功 能 块 组 成 。 分 别 对 其 结 构 形 式 及 结 构 布 局 作 简 现 单 介绍 。
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维普资讯
第 3期
庞 利娥 等 某 雷 达 调 频 源 、 源组 合 结 构设 计 电
器 、 保 险丝 、 插 件 等 。 电源 结 构 布 局 如 图 3所 示 。 总 接
滤 波器 整 流桥 变压器 走线 槽 保 险丝 控 制板 检 测板
3 1 调 频 源 结 构 形 式 及 结 构 布 局 .
调 频 源 由环 路 模 块 、 准 模 块 、 制 模 块 和 接 口模 块 四个 模 块 组 成 。 每 个 模 块 的尺 寸 均 为 基 控 2 0 5 ×3 。 于模 块 数 目较 多 , 每 个 模 块 的 宽 度 又 比较 宽 , 模 块 盒 体 选 盒 式 插 件 结 构 , 2 ×1 0 0 由 且 故 调 频 源 机 箱 亦 由此 而 定 。
船载雷达设备电磁兼容研究与设计
( Ch i n a S a t e l l i t e Ma r i t i me Tr a c k i n g a n d C o n t r o l De p a r t me n t ,J i a n g s u 2 1 4 3 1 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :S p a c e me a s u r e me n t s h i p i s a l i n k b e t we e n h e a wm a n d e a r t h,wh i c h i n s t a l l a wi d e r a n g e o f mi c r o wa v e c o mmu n i — c a t i o n s e q u i p me n t ,El e c t r o ma g n e t i c e n v i r o n me n t t h a n t h e l a n d e n v i r o n me n t i s r e l a t i v e l y c o mp l e x .S h i p b o r n e r a d a r e q u i p —
案, 使系统内各设备协 调工作 。 关键词 : 电磁 兼容 ; 电磁干扰 ; 滤波器
中 图分 类 号 :T N9 5 2 文献 标 识 码 : A 国 家标 准 学 科分 类代 码 : 5 1 0 . 8 0 2 0
脉冲雷达发射机的EMC研究.
脉冲雷达发射机的EMC研究现代为了解决电磁兼容问题,我国强制实施了电磁兼容标准。
该标准对电子设备产生的电磁干扰进行了限制,也对电子设备的抗干扰性提出了要求。
国标和国军标对军事电子装备的电磁兼容性做出了详细的规范和标准。
脉冲雷达发射机输人、输出功率大,工作在脉冲工作状态,是雷达系统中电磁辐射最为严重的设备。
良好的电磁兼容性设计是发射机本身、雷达系统乃至其他相关电子设备稳定工作的前提。
本文从电磁兼容的三个方面(干扰源、敏感源、祸合途径)人手,从电讯设计、结构工艺设计等角度简要分析并介绍了脉冲雷达发射机的电磁兼容性设计一思路和方法。
2脉冲雷达发射机干扰源分析脉冲雷达发射机不管采用栅极调制方式还是阴极调制方式都工作在高压大电流的脉冲状态,一般由发射管、脉冲调制器、直流高压当发射机正常工作时,其木身就是一个强干扰源,干扰源主要来自以下几方面。
2. 1脉冲调制干扰发射机工作时,受定时信号的控制,脉冲调制器为发射管提供性能合乎要求的视频调制脉冲,将直流高压电源的能量转换为脉冲能量。
这种工作状态相当于一个电控回路的等效电路如图3所示,为一个标准的RLC串联放电回路。
当由公式可知,脉冲电流的峰值与回路电感L、电容能W和负载2. 2高压开关电源干扰为了提高整机效率、减小体积,现代雷达的发射机中高压电源一般都采用开关电源,开关电源的形式有许多种,但不管何种形式的开关电源,其核心部分都是一个高电压、大电流的受控脉冲信号源,开关电源内脉冲信号产生的谐波电平对于其他电子设备来说即是EMI信号;另外,由于其开关器件工作在高频通断状态,高频的快速瞬变过程本身就是一电磁骚扰(EMD )源,它产生的EMI信号有很宽的频率范围,又有一定的幅度。
很强的电磁骚扰信号通过空间辐射和电源线的传导而干扰邻近的敏感设备。
除了功率开关管和高频整流二极管外,产生辐射干扰的主要元器件还有脉冲变压器及滤波电感等。
2. 3微波泄漏根据不同体制雷达的使命和功能,发射机的工作频段会有所不同。
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某雷达的电磁兼容性(EMC)结构设计
倪华
【摘要】EMC设计是雷达设计中的重要环节,是雷达工作稳定及可靠的重要保障。
文章根据EMC的基本原理,介绍了雷达的EMC结构设计的几点方法。
【期刊名称】《江苏科技信息》
【年(卷),期】2013(000)013
【总页数】2页(P52-53)
【关键词】电磁兼容性;电磁屏蔽;结构设计
【作者】倪华
【作者单位】南京大桥机器有限公司
【正文语种】中文
随着现代科学技术尤其是电子信息技术的发展,各种电子设备的数量及种类不断增加,空间电磁环境日益复杂,电磁能量日益增多。
在这种恶劣的电磁环境下,要保证雷达内部的电子设备及分系统的正常工作以及大系统整体作战效能的发挥,必须很好地应用电磁兼容技术,解决其系统内和系统间的电磁兼容问题,对保证雷达安全、提高战斗力有着重要的作用。
1.电磁兼容性结构设计的主要方法和内容
电磁兼容性结构设计的目的就是切断电磁干扰的传播途径,主要方法有:屏蔽、滤波、接地。
(1)屏蔽。
屏蔽就是以某种导电材料或导磁材料制成的屏蔽体将需要防护的部分封闭起来,形成电磁隔离,以达到阻隔或减少电磁能传播的一种技术,是抑制电磁干扰的有效措施之一。
具体地讲就是利用金属板,网、盖、罩、盒等屏蔽体阻止或减少电磁能量传播所采取的一种结构措施。
(2)滤波。
电路中的干扰信号常常通过电源线、信号线、控制线等进入线路引起干扰,而滤波是抑制干扰和防止干扰的一项重要措施,所以对公用电源线及通过干扰环境的导线一般要设置滤波线路。
(3)接地。
接地属于线路设计的范畴,是防止电磁干扰、增加电子设备电磁兼容能力的重要方法之一。
合理的接地是最经济有效的电磁兼容设计技术,如果接地方法使用恰当,既可减少设备产生的对外干扰,又可使设备免受外来干扰。
2.雷达的电磁兼容结构设计
雷达是由方舱,信号收发、数据处理终端以及天线等分系统单元组成的电子设备,而且各单元之间有大量的电缆连接。
除天线单元外的各单元以机箱(机柜)为载体,本文从机箱(机柜)和电缆两个方面来阐述雷达EMC设计。
(1)机箱(机柜)的电磁兼容设计。
机箱(机柜)的电磁屏蔽效能很大程度上取决于机箱的物理结构,即导电的连续性。
理想的屏蔽机箱(机柜)应使用很厚的金属板,具有连续的结构,且没有接缝和开口。
但任何实用的机箱(机柜),由于加工、装配以及操作性等原因,都会存在各种缝隙和孔洞,如何处理这些孔缝就成为机箱(机柜)电磁屏蔽设计的主要难题。
①接缝的处理。
a.减少缝隙宽度。
可通过提高接合面加工精度、焊接或整体铸造来实现,通过增加
紧固件的密度亦可达到目的。
b.加大接触面的重叠面积。
c.使用导电衬垫。
一般以钣金加工制成的机箱,通过在缝隙处加装导电衬垫来提高屏蔽效果。
常用的导电衬垫有:铍铜指形簧片、金属丝网屏蔽条、导电布衬垫、导电橡胶等。
d.在接缝处涂导电涂料,如导电胶、导电酯等。
②孔的处理。
机箱(机柜)上不可避免的通风孔也是主要的电磁辐射源,采用开小孔或加截止波导通风板的方法都可以达到电磁屏蔽的目的。
式中:
δ—漏过功率系数;
R—小孔半径;
λ—波长;
S′—所有孔的总面积;
S—反射面的总面积。
由(1)可以看出,R 越小,δ就越小,也就是屏蔽效果越好。
所以当对通风量的要求不高时,只要孔的直径足够小(孔径一般为λ/8~λ/10),就能够达到屏蔽要求。
这种直接开小口径通风孔的方法具有结构简单、易加工、成本低等优点。
当对通风量要求高时,必须使用截止波导通风板(蜂窝板),否则不能兼容屏蔽和通风量的要求。
其特点是工作频段宽、屏蔽效能好、可靠性高,但价格较高。
(2)电缆的电磁兼容设计。
普通的电缆可以等效为电偶极子发射/接收天线,其接收 /辐射的能力往往比机箱内部各种引线和PCB板走线更强,而抑制这种情况的主要方法是屏蔽和滤波。
①电缆的屏蔽。
所谓屏蔽就是采用屏蔽电缆,如单层编织丝网电缆、双层编织丝网电缆、编织丝网和金属箔组合封装电缆等等。
②电缆的滤波。
a.电缆终端的连接器采用屏蔽滤波连接器,以阻止干扰电流流入∕流出电缆的芯线和屏蔽层。
屏蔽滤波连接器是一种在每个插孔中安装了滤波器的连接器,按性能由低到高可分为:普通经济型D型连接器、高性能与高密度D型连接器、超高性能D型连接器、军用滤波连接器,可以根据不同的电磁兼容要求进行选用。
b.如果电缆的终端采用普通连接器,如何滤波呢?这就需要在屏蔽机箱上加装馈通滤波器,当需要穿过屏蔽机箱的导线较多时,可采用滤波器阵列。
而且采用这种滤波器时应将其输入端隔离开,在导线进入机壳处专为滤波器设置一个金属隔离舱,如图1所示。
在隔离舱与屏蔽机箱的接触面之间要还应加装导电衬垫,以保证屏蔽的严密性。
图1 滤波装置示意
无论是滤波连接器还是馈通滤波器,使用时最重要的是要保证良好接地。
在使用滤波连接器时,在其与屏蔽机箱之间还应该使用射频密封衬垫,以保证两者之间的良好接触;使用馈通滤波器时要确保滤波器与屏蔽机箱有良好的接触,可采用焊接方式或是外加螺母、垫圈的连接方式。
由此可见,屏蔽与滤波、接地是不可分割的,三者相辅相成才能取得良好的电磁屏蔽效果。
3.总结
电磁兼容虽然是一项电子工程,但与结构设计有着密切的联系。
雷达结构设计的好坏直接影响整部雷达的电磁兼容指标。
如果能在结构设计方案阶段就充分考虑电磁兼容性设计,会对整台雷达的EMC设计起到帮助。
参考文献
[1]邹逢兴.电磁兼容技术[M].北京:国防工业出版社,2005.
[2]吕仁清,蒋全兴.电磁兼容性结构设计[M].南京:东南大学出版社,1990. [3]周志敏,纪爱华.电磁兼容技术:屏蔽·滤波·接地·浪涌·工程应用[M].北京:电子工业出版社,2007.。