船舶通信系统电磁兼容
船舶电磁兼容

舰船电磁兼容性技术 [定义]舰船电磁兼容是能满足舰上所有电子系统都相兼容且不相互干扰的工程状态,舰船电磁兼容性(EMC)技术主要是研究减少和消除舰上各种设备和系统间的电磁干扰和外界的电磁干扰,减少其危害,保障人员和武器等的安全,提高舰上各种设备和系统的抗干扰能力,实现设备和系统的电磁兼容,最大限度地发挥舰上设备和系统的效能,以使舰艇能发挥其最大战斗力的技术。
[相关技术] EMC设计技术;分析与预测技术;测量与试验技术;模拟技术;施工技术[技术难点] 由于没有哪艘海军舰船能不受电磁环境影响而完全自由地完成任务。
为了保证全舰每个电子系统都能有效地工作,保持舰艇战斗力的正常发挥,在预期的电磁环境内必须确保每个系统仅能有轻微的性能降低,这就是EMC的任务。
因此,电磁兼容可以说是一项系统工程,该系统工程的特点是需经反复努力以达到系统的平衡。
电磁兼容性技术体现在舰艇设计、试验、建造、运行、改装、维修保养等各个阶段中,每个环节都很重要。
就EMC发展情况来看,重点应加强如下几方面的研究:1.EMC计算机预测与分析。
据美国贝尔实验室分析论证,在一项新的工程开始阶段,采用数模分析技术,就能及早地发现和消除80-90%的电磁干扰问题。
EMC问题越是在早期暴露,可采取的解决途径就越多,灵活性越大,耗用的人力、物力就越少,效费比越佳。
在预测精度方面还应不断改进和提高,据报道,美国海军用于舰船外部通信系统设计的NEC矩量法、散射、反射的软件已达实用水平。
2.舰船天线优化布置研究。
因为EMC问题大多发生在干舷部,因此,EMC的设计重点主要是解决干舷部的天线布置优化问题。
重点包括采用数模法和船模法优化天线布置,对大功率发射机加射频滤波器,采取电缆屏蔽措施和严格实施接地、搭接工艺等。
3.舰载武器安全性研究。
国外一些军用标准早已将电引爆武器安全性能指标作为重要检测指标。
本研究主要应解决电引爆武器所在部位的电磁场强的控制和电引爆武器安全裕度的检测。
舰载通信装备电磁兼容问题及对策
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在选 定外 壳材 质后 ,通 过对 其结 构 的优 化,也能进一步提高其屏蔽效果。一般来说,
在 装 备 四 周 分 别 采 用 接 地 导 体 进 行 屏 蔽 才 能 够
正常运行时也可能产生宽频谱范围 内的 电磁辐 射 ,而外部干扰源主要包括附近海域其他舰船
1 引言
随 着 信 息 技 术 的 不 断 发 展 , 人 们 对 电磁
另外成束的电缆中 由于信号传输线路将会在周
有不利 的影 响。针对舰载通信装备 的电磁兼容 围空间中产生 电磁场,因此平行的导线将会产 地布置通信装备 ,同时还需要对天线等进行特 问题 ,本 文 主 要 研 究分 析 了其 产 生 原 因 ,并 对 生 串扰现 象,也形成了电磁干扰 的耦合路径 。
随着舰 船信 息化 水平 的提 高, 电磁 设 备 解 决舰载通信装备电磁兼容 问题主要可 以从降 得 到 了广 泛 的应 用 ,雷 达 系统 、 导航 系 统 、通 低 干扰源的辐射 ,切断耦合路径 以及提高通信 信 系统等各类 电磁 设备 都需要产生 、接受 电磁 装 备 抗 干 扰 能 力 等 几 个 方 面 入 手 ,具 体 来 说 主 信 号 。在 舰 船 有 限 的空 间 中 ,大 量 电磁 设 备 的 要 可以分为优化设备结构、设备布局 以及系统 天线密集分布 ,且频谱分布较为拥挤 ,加之大 量成束 电缆 的敷 设,都有可能造成设备 间的电 磁干扰 ,影 响装备 的正 常运行 。除了自身电磁 装备 间的相 互干扰 外,电磁兼容 问题还 与舰船 所处 的电磁环境密切相关 ,随着海洋 电磁环境 的 日趋复杂 以及舰船编 队航行等 ,来 自舰船外
C o mmu n i c a t i o n s T e c h n o l o g y・ 通信技术
舰船电子装备电磁兼容性故障分析
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舰船电子装备电磁兼容性故障分析I. 引言A. 研究背景和意义B. 研究目的和方法II. 舰船电子系统的电磁兼容性A. 电磁兼容性的概念和分类B. 舰船电子系统的电磁环境C. 电磁兼容性故障的类型和特点III. 舰船电子装备电磁兼容性故障分析方法A. 故障鉴定流程B. 故障诊断方法C. 故障处理措施IV. 舰船电子装备电磁兼容性故障案例分析A. 案例描述B. 故障分析和诊断C. 故障处理和修复V. 结论A. 本研究的主要成果和贡献B. 未来研究方向和展望VI. 参考文献I. 引言随着舰船电子装备的广泛应用,船舶上的电磁兼容性问题越来越受到重视。
电磁兼容性是指电子系统在同一环境中能够相互协调地工作而不产生互相干扰的特性。
舰船电子设备普遍面临电磁兼容性问题,例如,雷达、通信、导航、武器等设备相互之间的干扰等。
这些干扰不仅会导致设备故障,还会影响船舶整个电子通信和战斗系统的性能,从而危及船员和船舶的安全。
本文旨在探讨舰船电子装备的电磁兼容性故障分析方法,以便有效诊断和处理这些问题。
本章将介绍舰船电子系统的电磁兼容性概念和分类、舰船电子系统的电磁环境以及电磁兼容性故障的类型和特点。
II. 舰船电子系统的电磁兼容性A. 电磁兼容性的概念和分类电磁兼容性是指电子系统在同一环境中能够协同工作并且不产生任何干扰。
其实现需要从以下三个方面考虑:电源(EMI)控制,电子电路的兼容性以及电器设备的机械结构的兼容性。
根据干扰源的性质,电磁兼容性可以分为两类:辐射干扰和传导干扰。
辐射干扰是指电磁波直接照射到其他电子设备上,导致设备出现干扰。
传导干扰是指电磁波沿电源线、数据通信线和地线传导到其他设备上,使设备发生故障。
B. 舰船电子系统的电磁环境舰船电子系统的电磁环境十分复杂,包括通信电磁环境、雷达电磁环境、导航电磁环境、武器控制电磁环境等。
由于舰船电子设备集中在船舶上且密度高,因此它们相互之间的干扰问题更加显著。
除此之外,特别是在战斗情况下,舰船电子设备的电磁环境可能会受到其他强烈干扰源的干扰,如雷击和电磁脉冲等。
舰船通信系统电磁兼容性设计技术
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舰船通信系统电磁兼容性设计技术舰船通信系统电磁兼容性设计技术舰船通信系统在船舶的通信、导航、监控等方面起到了至关重要的作用。
然而,在现代军事化的海洋环境下,电磁干扰问题对舰船通信系统的影响日益突出,如何处理好电磁兼容性问题对于保证通信系统的正常工作至关重要。
因此,高效的电磁兼容性设计技术成为现代舰船通信系统的重要技术之一。
一、电磁兼容性的概念电磁兼容性是指在电磁环境下各电磁设备之间互相允许和协调使用的能力。
在现代军事化的海洋环境下,电磁干扰问题十分突出,因此电磁兼容性也就成为了现代舰船通信系统中不可忽视的设计要素。
二、舰船通信系统电磁兼容性设计技术1.电磁环境分析技术电磁环境分析技术是对特定的电磁干扰环境进行分析,然后针对这样的环境对通信系统进行设计和改进。
这一技术的核心是电磁场仿真技术,可以实现对特定环境下的电磁场进行模拟,并对其中可能出现的干扰进行模拟和预测。
2.电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术是一种通过构造屏蔽体、吸收体等开展的技术手段,以防止电磁干扰的发生。
电磁屏蔽技术与电磁环境分析技术相结合,可以使通信系统在特定的电磁干扰环境中实现无干扰的通讯。
3.电磁耦合分析技术电磁耦合分析技术是一种针对通信系统中可能出现的电磁故障进行分析和预测的技术手段。
通过分析通信系统中电磁场的分布情况,判断一些可能导致通信系统失败的元件或模块,以便在设计或维护中加以控制和优化。
三、结论随着现代电子技术的发展,舰船通信系统的功能越来越强大,但其面临的电磁兼容性问题也越来越严重。
针对这一问题,现代舰船通信系统电磁兼容性设计技术的应用越发重要。
通过电磁环境分析、电磁屏蔽和电磁耦合分析等技术手段,实现通信系统在电磁干扰环境下的安全运行。
船舶电磁干扰与电磁兼容分析
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电 缆 尽 量地 分 开 敷 设 防止 电 缆 间的 交 连 电 磁 干 扰
5
.
。
电 子 设 备 使 用 的 屏 蔽 电 缆 其 一 端 必须 有 良
,
好 的 接 地线 并 且 使 用 的 接 地 线 尽 可 能 地 使 用 短 而 粗 的导 线
,
些 易 受影 响 的 接收 设 备 中 导 路 径 和 辐 射 路径
收稿 日 期
:
0 7
一
16
线 性产 生 了 不 需 要 的 谐 波 辐 射
5
。
更 重 要 的是 因 为
,
( 江 苏船 舶) 第 巧 卷第
期
发 射 机 的 非 线 性 而 产 生 的 杂散 信 号 在 两 个 或多 个 发
即将 励 磁绕 组 反 接 否 则 会 产 生 很 大 的 电 磁 感 应 能
后 者 比较 典 型 的 有 通 信 机 雷 达 和 导 航 设 备
:
、
1
.
降 低 传 导 干 扰 能 量 的 方 法 是 采 用 滤 波器 或
, ,
。
独 立 电 源 这 样 能 把 传 导 干 扰 能 量 的 电 平 降 低 到允
。
许 的 程度 其 目 的 是 为 了 消 除 线 间 的 干 扰 电压 和 每
“ ”
;
4
电 磁 干 扰 源 一 般 分 成 以 下 两类
,
.
1 1
.
条
,
(5 款为 无 线 电 设 备 应 尽 可 能 的 远离 磁 罗 经 安 装 ) 至少 应 具 有 3 m 的 间 距
,
¹ 无 线 电 发 射 即 无 线 电 设 备 的 基 本 工作 方 式
船机舱电气设备的电磁兼容探析
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船机舱电气设备的电磁兼容探析电磁兼容(EMC)指的是同一电磁环境下的电气主系统、电气分系统、电气设备能够独立执行各自的功能,且工作性能可以达到规定安全裕度下的设计标准,电磁环境与电磁干扰不会严重损害电气设备的工作性能或引起性能失效,工作性能的降级程度与恶化程度处于可接受的范围内或正常工作的电气系统及电气设备不会产生严重的电磁效应、电磁影响及电磁干扰。
EMC设计的实质是电磁防护与安全共存,减少电磁干扰、电磁骚扰,避免电磁环境对电气设备产生破坏效应。
船舶机舱中的电气设备承担着识别、导航、通信、抗干扰等功能,EMC设计问题异常复杂,需要考虑EMC的相互关联性、设备功能性实现要求及电磁干扰的传输通道、干扰体、干扰源,以提升设备的抗扰度。
1 设计方法1.1 滤波设计滤波的作用包括干扰信号线与干扰电源,在船舶机舱中开展EMC设计时通常需要使用滤波器,可在传输线路中直接串联滤波器,串联后滤波器中的铁氧体、电阻、电容器及电感器等可产生特定频率,特定频率具有选择传输网络及抑制干扰频率的作用。
设计滤波器时应注意降低电源频率损耗量,对于电磁环境中的其他频率,在设计时应尽量适配,以强化滤波器的损耗吸收、频率抑制及频率反射性能,从而有效抑制可产生干扰作用的电磁频率。
为了适应船舶机舱中的特殊运行环境,设计滤波器时可优先选择低通形式。
可将滤波器安装在电气设备的电源端,安装方法为并联与串联的组合形式,为确保滤波器的工作过程能够与电源输入过程实现有效契合,可采用π型、T型或L型设计方案。
由于接地电阻可对滤波器的工作性能产生影响,同侧引线可产生辐射耦合效应,因此要避免在相同的屏蔽体中设计滤波器的输出引线与输入引线,确保输出引线、输入引线互不干扰,且不能互相交叉或在同一侧。
对于经过电源开关或保险丝的引线,可以设置线路隔离装置,避免引线交叉。
1.2 屏蔽设计屏蔽设计指的是利用屏蔽材料封闭干扰源或敏感电路,以降低设备外部或内部的电磁效应、电磁强度,设计原理为使用屏蔽体引导、吸收及反射电磁能流,屏蔽抑制属于双向电磁抑制设计形式,可形成干扰电磁传播的空间场域,即屏蔽区域。
舰载通信系统电磁兼容问题及控制
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舰载通信系统电磁兼容问题及控制提纲:第一章:绪论1.1 研究背景1.2 研究意义1.3 研究内容与目标1.4 研究方法和思路第二章:舰载通信系统的电磁兼容特点及问题2.1 舰载通信系统的特点2.2 舰载通信系统的电磁兼容问题2.3 舰载通信系统对其他设备的干扰第三章:舰载通信系统电磁兼容测试方法与评估标准3.1 电磁兼容测试方法3.2 电磁兼容评估标准3.3 电磁兼容测试流程第四章:舰载通信系统电磁兼容问题的控制方法和措施4.1 舰载通信系统电磁干扰抑制技术4.2 舰载通信系统电磁兼容消除措施4.3 舰载通信系统电磁兼容管理措施第五章:舰载通信系统电磁兼容问题的未来研究方向5.1 舰载通信系统电磁兼容问题的新型研究方法5.2 舰载通信系统电磁兼容问题的新型解决方案5.3 舰载通信系统电磁兼容问题的未来发展趋势结论参考文献第一章:绪论1.1 研究背景随着现代导航技术和通信技术的快速发展,舰载通信系统作为舰船最为重要的通信工具,已经成为舰队各军事行动的关键之一。
舰载通信系统的最核心功能是确保舰队各单位在战斗中保持通讯联系,也保证了船员们的生命安全和战斗力。
但是,在航行过程中,舰载通信系统所面临的电磁兼容问题已经变得越来越严重,给舰载通信系统带来了很多安全隐患和操作上的困难。
1.2 研究意义本研究的目的是深入探究舰载通信系统电磁兼容问题,并针对当前问题提出相应解决方案。
舰载通信系统的电磁兼容问题可能会导致通讯中断或战斗计划出现错误,甚至使舰队和士兵的生命安全受到威胁。
因此,本研究的意义在于提供针对舰载通信系统电磁兼容问题进行解决和改进的思路和方法,以提高通讯的可靠性和安全性。
1.3 研究内容与目标本研究的内容主要包括:舰载通信系统的电磁兼容特点及问题、电磁兼容测试方法与评估标准、电磁兼容问题的控制方法和措施,以及未来研究的方向。
研究目标:本研究的主要目标是深入探究舰载通信系统电磁兼容问题,提出有效的解决办法和技术方案,以保证航行期间通讯的可靠性和安全性。
船舶电磁兼容ptt
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8.1.3 电磁干扰及抑制
Chapter 8.1 电磁兼容
2.电磁干扰的抑制措施: 1)接地
Chapter 8.1 电磁兼容
8.1.2 电磁兼容
Chapter 8.1 电磁兼容
1.电磁干扰(EMI)与电磁耐受(EMS)
电磁兼容(EMC)分为电磁干扰(EMI)与电磁耐受(Electro Magnetic Sensibility,EMS)。
电磁干扰(EMI)指的是电气电子系统、设备本身通电后,因电磁感应效应 所产生的电磁波对周围其他电子系统或设备所造成的干扰,即指任何能使设 备或系统性能降级的电磁现象。
图8.14 光纤隔离
8.1.3 电磁干扰及抑制
Chapter 8.1 电磁兼容
(2)继电器隔离 继电器是常用的数字输出隔离方法,用继电器作为隔离元件简单 实用,价格低廉。如图8.15所示
图8.15 继电器隔离
8.1.3 电磁干扰及抑制
Chapter 8.1 电磁兼容
(3)变压器隔离 变压器隔离通过阻隔地回路的形成来抑制地回路干扰。如图8.16所示 。
辐射干扰:是指由干扰源辐射引起的干扰,该干扰源通过空间中的电 磁波将其信号发射到另一个电网络,因此,其他系统或本系统中其他子系 统将会受到影响而不能正常运行。辐射干扰以电磁波的形式在空间环境中 传播,干扰能量根据电磁场的定律辐射向周围空间。辐射耦合有三种常见 类型:
①天线对天线耦合:天线甲发射的电磁波被天线乙随机接收; ②场对线的耦合:空间电磁场经过导线感应的耦合; ③线对线的电磁感应耦合:平行导线之间的高频信号感应。
舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策探讨
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舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策探讨禤展艺【摘要】As a big country in the world, China has a very long coastline, corresponding to the coast to have considerable support, ship is an important force in the maritime defense, the electronic system electromagnetic compatibility problem directly affects the whole ship safety and ship combat. Generally speaking, all kinds of electronic equipments are in the ship, the technical condition is very complex, between each other will produce serious electromagnetic interference (EMI). Therefore, this paper on ship electronic system electromagnetic compatibility problem analysis and ifnd the corresponding countermeasures to improve the safety performance of the ship. This paper is mainly generated from the ship's hardware and software twoparts analyze the electromagnetic interference. And then ifnd out the solution to the corresponding reasons.%中国作为世界大国,拥有极长的海岸线,对应的海防就要有相当的保障。
船舶通信中控设备的电磁兼容性设计
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Ab ta t s r c :Th r cp e p l a l t n a d n r i g p o e u e o h e p i i l ,a p i b e s a d r s a d wo k n r c d r ft e EM C d sg fs i o n c e in o h p c mmu ia in c n r lc n e s n c t o to e t r o a e i to u e . Th mp e n a in o n i n e f r n e me s r s i h p c mmu ia i n c n r l e tr i p e e td i e al r n r d c d e i lme t t fa t i t r e e c a u e n as i o o — n c t o to n e s r s n e n d t i o c . Ke r s o y wo d :c mm u ia i n s s e ;c mm u ia in c n r [ e t r nc t y tm o o n c t o to c n e ;EM C;a t i t re e c o n i ne frn e
收 稿 日期 :000—9 2 1—31
作者 , 主要从事通信设备 的研究 。
徐一凡 , : 等 船舶 通信 中控设备 的电磁兼 容性设计
5 1
・设备 电路 设计 中的抗 干扰 措施 。
1 1 解 决 空 间电磁耦 合 的 干扰 .
舰船通信系统电磁兼容性设计技术

EM C sg o h pb r e Co m u i a i n S s e s De i n f r S i o n m n c to y t m
L U n t n I Ma —a g , XUN u n 删 Y a , Y e u2
( .o t et h aIstt o l t ncT cnl y hnd 10 6 C i ; 1 Su w s C i ntue f e r i eh o g ,C eg u6 03 . h a h n i E co o n 2 C eguSaenT cnl cec o , t.C egu6 3 , h a . hnd p co eh o g Si eC .Ld , hnd 17 1C i ) o y n 1 n A s atT eE ( l t m g e cC m a b i bt c:h MC Ee r ant o pt it r co i i ly)ds nf i on o m nct nss m i vr ipr ei r hp recm u i i t e o— g os b ao y e s y m
信 系统 的 E MC软件 和硬 件设 计技 术基 础 上 , 析 了 美军 多功 能 电磁 辐 射 系统 ( E S 的 天 线 共 用、 分 MR)
天线布 局优 化 、 自适 应 干扰 对 消、 电隔 离等 电磁 兼容 措 施 。这 些 新 方 法、 技 术 , 开展 现 代舰 船 光 新 对
tntt l U ̄ o ea in l e ce c fwas i n c mb t On te b ss o y tmai x o i o r s i b me a o el l p r t a f in y o rhp i o a . h a i f s se tc e p st n f h p o S o i i o c mmu iain s se S d sg e h i u so o t r n ad r o nc t y tm e in tc n q e fs f o wa e a d h r wae o EMC,te EMC me u e f h a rs o Ame c s f in ra
船用电子设备电磁兼容技术研究

船用电子设备电磁兼容技术研究随着船舶行业的不断发展,船用电子设备在船舶中的作用越来越重要。
而船用电子设备在工作中会受到各种电磁干扰,因此,电磁兼容技术的研究对提高船用电子设备的工作稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将对船用电子设备电磁兼容技术进行深入探究。
电磁兼容技术是一种研究在相同电磁环境中,电子设备不受干扰或能抵抗干扰的能力的学科。
在船用电子设备中,电磁兼容技术的研究尤为重要。
这主要是因为船用电子设备工作环境中存在各种复杂的电磁干扰源,如雷达、无线电、电机等,若电磁兼容技术不过关,这些干扰源会对船用电子设备的工作稳定性产生严重影响。
船用雷达设备是船舶导航和避障的重要工具。
它的电磁兼容技术主要体现在对其他电磁干扰的抵抗能力上。
目前,针对雷达设备的电磁兼容技术主要包括:优化雷达信号处理算法,提高雷达信号的信噪比;采用屏蔽、滤波等手段,减少外界电磁干扰对雷达设备的影响。
船用通信设备是实现船舶与外界通信的重要工具。
它的电磁兼容技术主要体现在对通信信号的稳定性和抗干扰能力上。
目前,针对通信设备的电磁兼容技术主要包括:采用扩频、跳频等抗干扰通信技术,提高通信设备的抗干扰能力;采用软硬结合的电磁兼容技术,既要通过软件算法提高信号稳定性,又要通过硬件设计减少电磁干扰的影响。
船用电气设备是船舶动力和照明系统的重要组成部分。
它的电磁兼容技术主要体现在对电源和电信号的稳定性和可靠性上。
目前,针对电气设备的电磁兼容技术主要包括:采用软启动、变频等电源控制技术,保证电气设备的安全稳定运行;采用继电器、接触器等电气元件隔离措施,减少不同电气设备之间的相互干扰。
本文对船用电子设备的电磁兼容技术进行了深入探究,可以看出不同设备的电磁兼容技术各有特点,但也存在一些共性。
在总结中,我们可以得出以下几点:电磁兼容技术在船用电子设备中具有重要意义,是保证设备稳定工作的基础。
不同设备的电磁兼容技术有各自的研究重点,应针对设备的特点进行具体分析。
基于电磁兼容性干扰因素的舰船通信系统干扰规避措施研究

测试,2020(21):100-101,103. [2] 柯俊霄.舰船通信系统电磁干扰与干扰抑制.舰船科学技术,2015,
37(5):172-174. [3] 朱华进.舰载通信装备电磁兼容性问题及对策.电子技术与软件
工程,2017(7):31-32. [4] 田子希,田林洁.关于舰船通信系统电磁干扰的思考与建议[J].电
信息化技术应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION
基于电磁兼容性干扰因素的舰船通信系统干扰规避措 施研究
李万 海装驻武汉地区第五军事代表室 湖北 武汉 430000
摘 要 舰船通信系统是一个集成度较高的复杂系统,舰船平台上配置了多种电子信息设备,在有限狭小空间内容 易产生电磁兼容性(EMC)问题而影响舰船通信系统功能发挥,因此对电磁兼容性提出了更高的要求,如何有效解 决舰船通信系统电磁兼容性问题对提升舰船战斗力具有重要意义。为提高舰船通信系统电磁兼容性水平,文章分析 了目前舰船通信系统电磁兼容性干扰因素,提出了针对电磁兼容性干扰因素的规避措施,为有效提升电磁兼容性质 量提供了依据。 关键词 舰船通信系统;电磁兼容性;干扰因素
舰船通信系统电磁兼容问题研究

线, 大量成束 电缆的敷设 等等 , 都给电磁干扰 的产 生和传播提供 了条件 和途径 。多种设备同时工作 就更 容 易造成 相 互 干 扰 , 尤 其 是 舰 船 编 队航 行 时 ,
所 在环 境 中存 在 的 电磁 干 扰 具 有 一 定 程 度 的抗 扰
度 。电磁 兼 容 问题 可 以包括 干 扰源 、 耦 合 路径 和 受
系统、 跟 踪 和制 导 系 统 、 武器控制系统 、 通 信 系统 、 指 挥与决 策 系统 、 敌我 识别 系统 、 电子对 抗 系统 、 水 下 探测 系统 以及 气 象 系统 等 装 备 。各 种 电子 设 备 产生、 接收、 传送 、 处理 、 贮 存 的 电信 号 中含有 大量 信 息 。如此众 多 的 电子 系 统 集 中装 备 在 舰船 的狭 窄 空 间内 , 天 线林立 、 频 谱拥 挤 , 各种 金 属构 件 的天
总第 2 3 6期
舰 船 电 子 工 程
S h i p El e c t r o n i c En g i n e e r i n g
V0 1 . 3 4 No . 2 1 4 7
2 0 1 4年第 2 期
舰 船 通 信 系统 电磁 兼 容 问题 研 究
韩 刚 陈 冬
 ̄
t r a c t Th e EM C( El e c t r o ma g n e t i c C o mp a t i b i l i t y )p r o b l e ms i n s h i p b o a r d c o mm u n i c a t i o n s y s t e m we r e d i s c u s s e d ,a t
干扰体三部分 。设备间的互相干扰 , 电路内部线路 设备 相互 干 扰将 更 加 严 重 。海 洋 电磁 环 境 越 来 越 的相 互 串扰 , 电信 号在 电路 板 中传输 时 产 生 的信 号 复杂 , 干扰 源越 来越 多且 强度 越 来越 大 。敌 我双 方 完整 性下 降 和 电源 完 整 性 下 降 等 都 属 于 电磁 兼 容 的 电磁干 扰手 段也 不断 丰富 , 高 电平 电磁 脉 冲等 方
舰船通信系统电磁兼容性分析

当发信设 备以频率 发射信号时 ,由于非线性作用的影
响 ,还 会 同 时 向 外 界 发 出 频 率 为 2 ¨ 3 f 0 、4 f o 、 … 等 与 基 波
般 都 会 混 有 以工 作 频 率 为 中 心 ,呈 很 宽 频 率 范 围 分 布 的宽
带噪声信号 。当这 些宽带噪声落入收信通道的带 内,将影 响 收信机 的接收信 噪比。另外 ,当发信设备工作 时,其产 生的 主频信号 串入收信机 ,与收信机频率合成器混频 ,形成倒易 混频 噪声 ,影 响收信设备的接收性能 。
影 响 舰 船 通 信 系 统 正 常 工 作 的 电磁 干 扰 问 题 ,并提 出 了相 应 的处 理 措 施 。 关 键 词 :舰 船 通 信 系 统 ; 电磁 兼 容 ; 电磁 干扰
中 图分 类 号 :T N 9 2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6 — 7 9 7 3( 2 0 1 3 )0 9 — 0 1 0 4 — 0 2
2 调 制 干扰
当一 副连 着发信设备的天线辐射信号 时,另外 的天线 由 于 互耦作 用 ,在所接的负载上会产 生一定功率 的感 应信 号 , 称为功率倒灌 [ 2 】 。在 舰船上 ,通信系 统天 线间互耦得 到的倒
灌 功 率一 般都 比较 大 。 例 如 两 副 间距 1 0 m 的十 米 鞭 天 线 , 其
4 . 功 率 倒 灌 干扰
频率 呈倍数关系的谐波信号 。一般来说 ,谐波信号 的功率 电平按阶数依次减小 ,大约按基 波信 号功率 电平 2 0 d B 的数
值衰减 l 】 】 。 由于 舰 船 通 信 系 统 包 含 的 收 发 信 设 备 种 类 多 、 工 作 频 率 覆 盖范 围广 ,因 而 谐 波 信 号 不 仅 可 以影 响 本 频 段 的收
舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策

随着军队信息化建设的飞速发展,舰船平台电子设备铺设密集,种类繁多,平台上电磁信号强度高、功率大、频谱展宽,系统间存在的有意、无意干扰急剧增多,电磁环境十分恶劣。
舰船电子系统电磁兼容成为现代舰船设计改装过程中必须考量的一个重要因素,它不仅影响整个舰船系统工作的稳定性、可靠性,甚至可能破坏硬件电路。
因此对舰船电磁环境进行详细分析,认清电磁干扰源及传播途径,从工程实施的角度进行电磁兼容性设计具有十分重要的意义。
1 舰船电子系统的电磁干扰产生进行电磁兼容性分析,首先必须认清电磁干扰是怎样产生的。
从构成电磁干扰的机理出发,任何系统设备电磁干扰离不开三个必要的因素:干扰源、耦合路径和敏感设备(受扰体)图1给出了其示意图。
在舰船上,要抑制电磁干扰实现系统设备间的兼容工作相应地从这三方面着手:抑制干扰源、隔断传播途径以及提高设备抗干扰性能[1]。
1.1干扰源舰船上对应的干扰源种类很多,包括功能性干扰和非功能性干扰源。
功能性干扰源指系统中某一部分的正常工作所产生的有用能量对其它部分的干扰,而非功能性干扰指无用的电磁能量所产生的干扰[2]。
(1)各无线电设备之间信号互扰;舰船上包括通信、导航、雷达、指控等电子设备,这些设备波长范围从米波到毫米、亚毫米波段,各种信号形式都有,强度差别大,电子设备本身的强发射信号对另一设备产生电磁干扰,各电子设备信号在空间产生的谐波互调,交叉调制也可以通过无线形式向四周辐射形成电磁干扰。
(2)脉冲数字电路、开关电路及频率振荡电路干扰,各种电子设备的频率源、其他振荡电路、数字电路中的基准时钟都属于电磁辐射干扰源;此外,各设备变流稳压电路所采用的开关电源开关频率包含丰富的高次谐波,它不仅可以通过公共电流通道进入其主系统还具有较强的电磁辐射能力。
受安装空间限制及舰船一体化设计约束,舰载电子系统中脉冲数字电路、频率振荡电路和开关电路等强干扰源和单片机、DSP处理器件及大规模数字器件等敏感设备安放在一起从而形成严重自相干扰,甚至使设备不能正常工作(不仅传数据不可靠或破坏RO M中的数据而使系统死锁,还可能导致硬件破坏)。
基于电磁兼容性干扰因素的舰船通信系统干扰规避措施研究

基于电磁兼容性干扰因素的舰船通信系统干扰规避措施研究电磁兼容性是指在电磁环境下,各种设备、系统、人员以及设备和系统之间能够相互协调工作,互不干扰的能力。
在舰船通信系统中,电磁干扰是一个重要的问题,因为舰船上存在大量的电子设备和通信系统,并且舰船环境复杂,存在各种电磁干扰源。
因此,研究如何规避舰船通信系统的电磁干扰,对于保障通信系统的正常运行,提高通信效率具有重要意义。
针对舰船通信系统的电磁干扰问题,可以从以下几个方面进行研究。
首先,需要对舰船通信系统进行合理的电磁兼容设计。
在设计舰船通信系统时,应该充分考虑到电磁兼容性的要求,采取一系列的设计措施来降低电磁干扰。
比如,在电子设备的布局上,应尽量避免电磁干扰源与敏感设备的靠近,采取屏蔽、隔离等方法来降低干扰。
此外,还可以采用合适的滤波器、抑制器等设备来减小电磁干扰。
其次,需要对舰船通信系统的电磁环境进行合理评估。
在舰船环境中,存在着各种电磁干扰源,比如雷达、雷达干扰器、通信设备等。
通过对舰船电磁环境的合理评估,可以确定干扰源的类型、强度、频率等信息,从而更好地制定干扰规避策略。
评估的方法可以采用电磁场测量、模拟仿真等技术手段。
然后,需要通过合理的干扰规避措施来降低电磁干扰。
在舰船通信系统中,可以采取一系列的措施来规避电磁干扰。
比如,在通信设备的选择上,可以选择具有较强抗干扰能力的设备;在通信频段的选择上,可以选择避开干扰源附近的频段;在舰船布局上,可以采取合理的隔离和屏蔽措施来降低干扰等。
此外,还可以通过技术手段,比如使用抗干扰编码、调制解调技术等手段来提高通信系统的抗干扰性能。
最后,需要进行舰船通信系统的电磁兼容性测试和验证。
在设计和部署完舰船通信系统后,需要对系统进行全面的电磁兼容性测试和验证。
通过实际的测试,可以评估系统的电磁兼容性能是否满足要求,进一步确认系统的可靠性和稳定性。
综上所述,基于电磁兼容性干扰因素的舰船通信系统干扰规避措施研究是一个复杂而重要的课题。
舰船通信系统电磁兼容设计分析
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上 c e c 。 h n m i c a l l 技 术 专 栏
舰船通信 系统 电磁兼容设计分析
曹 军 旗 ,姚 殿 民 ,陶 玉 刚 ( 武汉船舶通信研究所,武汉 4 3 0 0 7 9 )
摘要 :水面舰船综合通信系统集成度高、功能强大、系统各指标相 互关联,因此进行通信 系统 电磁兼容 设计有相 的技术难度,本文为保证舰船综合通信系统多频段 、多业务、多电台正常协调地工作 ,提供 了电磁兼容设计 的
管 等器件 均处于非工 作状态 ,当这些 器件上接 收到较 强 感 应信号 后感 应形成感 应 电压使器件 激活 ,产 生一个 宽
能 h的集成 优化方 向发展 。随着 侦察与反 侦察 ,通信 与
通信对抗技 术的飞速 发展 ,对舰船 综合通信 系统 电磁兼 容设 计提出了新的更高的要 求。 舰船综合 通信 系统 中产 生 电磁 干扰 的主要原 因 :一
采用舰 载通信 系统 电磁兼容 设计技术 ,从顶层设计 系统
地进 行考虑 。结合 工程设计 实践 ,尝试 对优化舰 船综合
加 装滤 波器后 ,极大 改善 了本 系统 的收信 性能 ,基
本 可达到 系统设计 的收发频 率 间隔的多通道 同时开通 的 要求 ,对其他 系统的干扰也 明显减小 。
经超 短波 天线 、射频 电缆直接 送到超 短波 电台 ,当超短
波 电台不 开机时 ,其接 收 电路 前端多级 滤波器 中的三极
高 ,为 了实 现高数据传输 和宽频 带通信 ,通信 设备] : 作
3 3 2 0 1 3 年o 2 月・ 环境技术
rI _ 1 e c hni c a l
1 C o l u m n I 技 术 专 栏_ ■
与超 短波 天线 之 间的空间耦合 ,强感应 信号可 以轻易地
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船舶通信系统的电磁兼容摘要:舰载电子系统电磁兼容性(EMC)设计对于船舶作战效能发挥至关重要。
在系统论述船舶通信系统的EMC软件和硬件设计技术基础上,分析了美军多功能电磁辐射系统(MERS)的天线共用、天线布局优化、自适应干扰对消、光电隔离等电磁兼容措施。
这些新方法、新技术,对开展现代船舶通信系统电磁兼容性设计具有参考价值。
EMC Design for Shipborne Communication SystemsAbstract:The design of electromagnetic compatibility (EMC) design for the electronic system is very importantfor the ship combat effectiveness. On the basis of system analysis of EMC software and hardware design technology of ship communication system, the paper analyzes the antenna sharing, antenna layout optimization, adaptive interference cancellation, photoelectric isolation and other electromagnetic compatibility measures of the u.s.. These new methods and new technologies are of reference value for the design of electromagnetic compatibility of modern ship communication system.1 引言现代战争是海陆空天多维立体战争,海上力量不可忽视,舰船平台是海军作战的核心,其作战效能依赖于以通信系统为基础的武器系统实现,保障系统与作战管理系统的优势地位。
电子信息技术的发展使舰船电子系统的功能增强,系统架构也变得复杂,各电子系统使用频谱都趋于拥挤。
另外,电子侦查手段多样化和技术的提高使空中、海上作战平台的战场侦查能力显著增强,为了舰船系统的隐身和作战效能发挥,舰载电子系统的电磁兼容特性(EMC)设计至关重要。
本文将对此进行研究。
2 舰船通信系统EMC的研究意义舰载环境下通信系统与其他舰载电子系统共同完成作战使命, 这体现了其系统性、综合性、特殊性、复杂性和适装性, EMC 研究的意义在于以下几方面。
(1)海上环境恶劣恶劣的海洋环境对舰船通信系统破坏严重影响屏蔽性能, 导致系统兼容性差;盐雾腐蚀导致无源非线性干扰同样使系统兼容性下降。
(2)共址干扰舰船电子设备量多, 且功率大, 构成了相互宽频段电磁干扰。
当共址发射机较少时, 主要地磁干扰(EMI)降级来源于发射机噪声、接收机减敏和交叉调制。
随发射机数量增加, 互调会变成主要的EMI问题。
显然, 数十个发射机共址工作, 互调导致的电磁干扰(EMI)问题将非常严重。
(3)宽带骚扰通信系统是电磁敏感系统, 且其频谱几乎覆盖从高频至微波整个频段, 但是, 舰船上各种放电、脉冲、尖峰、瞬变、谐波等所产生的电磁能量同样覆盖了很宽的频段, 它们不但干扰通信系统并产生交调。
通过EMC 设计控制和抑制宽带骚扰才能保证舰船通信系统正常工作。
(4)编队舰船间相互干扰编队联合作战对通信与信息交换能力提出了很高的要求, 通信向宽带、高速率及多网络方向发展,通信、雷达和电子对抗设备之间易互相干扰。
高数据率和宽带通信意味着多通道同时工作,频带占用宽;可靠的抗干扰数据通信和组网, 要求加大发射功率, 提高接收灵敏度。
当联合编队作战时,区域内各型舰船辐射信号和带外辐射所导致的舰船间干扰将会比较严重。
3 EMC实现技术通常可以采用软件技术和硬件加固措施保障舰船通信系统电磁兼容性:软件运算优化配置舰船电子设备位置, 使相互电磁干扰降到最低程度, 但不一定完全消除;利用硬件加固方式将所剩余的电磁干扰消除, 以保证各通信系统的安全运行和不间断的正常工作, 及有效地消除可探明的外来电磁干扰。
3.1 软件技术EMC 仿真软件集建模、仿真和优化为一体, 用仿真代替实验,利用仿真结果, 为解决舰船通信系统使用中EMI 问题寻找技术途径。
当前, 商业的EMC 仿真软件大多采用模块化设计, 不同的模块实现不同的功能, 用户可以根据需要选择模块自己进行软件配置。
以下简单介绍几种典型的仿真软件技术特征。
(1)FEKO(任意复杂电磁场计算)仿真软件FEKO 软件是针对天线设计、布局与EMC 分析的专业电磁场分析软件, 以电磁场积分方程和经典矩量法为基础, 采用了多层快速多级子算法, 既保持精度又具有较高计算效率, 并将矩量法与经典的高频分析方法无缝结合, 非常适合于分析天线设计、雷达散射截面(RCS)、开域辐射、电磁兼容中的各类电磁场分析问题。
(2)FLO/EMC Design Class Electromagnetic Analysis Software for ElectronicsFLO/EMC 是专业针对系统级EMC 分析的分析软件, 主要用于系统级的电磁兼容分析。
由Flomerics Ltd .公司设计, 可进行元件、模块、系统、天线的EMC 分析设计, 采用时域传输线矩阵分析方法, 电磁场和电流的2D 和3D 可视化模拟, 机壳的屏蔽效能分析等, 可快速进行模型配置、电路和电线建模、狭缝建模、自动生成网孔、电路建模以及屏蔽效能分析等。
(3)舰船频率指配软件舰船通信系统频谱拥挤主要表现在频率资源短缺和缺乏科学有效管理两方面, 为有效进行频谱管理保障利用率, 20 世纪80 年代国外开始舰船频点指配算法的研究, 研究初期和中期仅限于指配给提出需求的用户比较“干净”的频点(受潜在干扰最小的频点)。
这种方法可能会保障现有状态下兼容工作, 但不能保证对未来频谱指配有利, 也许会使将来频谱指配变得非常困难, 不利于频谱有效利用。
因此, 国际上开展基于EMC 分析算法的频率指配新技术研究, 这种频率指配主要特点是:采用计算机技术开展全面详细EMC 分析, 既保证频谱秩序, 又兼顾频谱利用率;不以“无干扰”为频点指配依据, 以系统能够承受的最小干扰-干扰概率为依据;当前频点指配兼顾未来频谱应用及管理难度。
基于EMC 分析算法的频率指配, 依靠计算机分析和算法技术支持, 为舰船通信指挥人员提供高层次、智能化的频率管理方法, 具有很好的应用前景。
3.2 硬件加固技术3.2.1供址干扰对消技术大型舰船由于使用需求配置了多频段、多功能的各种通信系统, 当独立通信设备收发分时工作状态下, 其发射机带外乱真信号可能进入另一个系统接收机带内, 不同用途的通信设备同时工作时产生的互调和交调信号进入某处于接收状态的接收机通带内形成干扰, 造成系统不能正常工作。
传统的解决方法是减弱收发天线之间的耦合或者收发分时工作, 但是增加天线之间隔离度受多种条件限制, 特别是天线数量多, 安装空间有限, 收发分时工作意味着减少接收机正常接收时间, 影响通信效率。
共址干扰对消技术(Cosite Interference Cancellation ,CIC)采用相关对消原理, 具有保留有用信号抵消干扰信号的能力,是解决舰船通信系统共址干扰问题的有效途径。
对消基本原理是通过对发射端取样, 并对其进行相位及幅度调整, 并对消接收端的干扰信号。
这种对消技术只能解决发射机的主发射对接收机的邻道干扰问题, 无法改善发射机宽带噪声对接收机影响。
当多部设备共址工作, 且发射、接收天线分开,多部设备共用接收天线, 需要采用多通道对消技术,如图1 所示。
采用对消技术可以有效降低主发射信号对其他设备灵敏度接收的影响。
虽然对消技术能够减小主发射强信号对接收机的影响, 但如果设备宽带噪声指标较差, 舰船EMC设计时, 必须考虑发射机的宽带噪声干扰问题。
梳状限幅合路器/梳状限幅放大合路器(CLIC/CLAC)射频分配技术能够消除发射机带外噪声对接收机的影响。
3.2.2射频分配技术FH 通信系统独立使用时, 具有抗干扰能力。
但FH 通信系统工作频率范围宽, 发射机末级功放和接收机前端都是宽带的, 当多个FH 通信系统共址工作可能引起严重的EMI 问题:(1)发射机宽带噪声, 可能影响接收机建立和保持同步的能力;(2)大EMI 信号使接收机前端饱和减敏, 影响接收机建立保持同步的能力;(3)强EMI 信号在发射机、接收机射频部分产生互调和交调产物。
为了解决舰载平台多链路通信系统的射频分配问题, SENTEL 公司研制了解决共址EMI 问题的“限幅合路器和梳状线性放大合路器”(CLIC/CLAC)。
CLIC/CLAC 结构允许多达16 部电台连接到一个发射天线和一个接收天线, 降低共址EMI 问题发生概率, 减少舰船顶部天线的数量, 从而减小舰船的雷达截面。
在接收端,CLIC 用于将多部接收机连接到一副天线;在发射端,CLAC 用于将多部发射机连接到另一副天线。
CLIC/CLAC 的连接框图见图2 。
CLIC/CLAC 具有机动灵活、适应性好、性能优越的特性。
相比之下, 以往RF 分配技术局限于工作在限制频段的多路耦合器, 连接单一类型的电台到指定的天线。
4 结束语20 世纪30 年代开始舰船EMC 技术研究至今,由于起步早、注重技术创新, 美国始终处于领先地位, 现已将研究范围扩展至包括电磁干扰、电磁易损性、雷电、电磁辐射危害、电磁脉冲、频谱兼容性等方面。
研究美国海军EMC 设计技术发展思路和取得的成就, 对于我们开展舰船通信系统EMC 设计具有借鉴意义。
基于美军的研究经验, 为满足现代舰船作战需要, 舰船EMC 设计必须贯穿于舰船设计、舰载电子设备研制、电子系统(包含通信系统)集成、作战系统集成及在舰船上安装全过程。
采用新体制、新技术广泛开展大型舰船通信系统EMC 设计, 是现代复杂电磁环境下舰船发挥效能的基本和有效保障条件之一, 也是未来舰船通信系统发展趋势。
参考文献:[1] 刘满堂,寻远,刘悦.船舶通信系统电磁兼容性设计技术[A].电讯技术,2012(8):1359-1363[2] 鲍文协,蔡珍梅.200年后舰船上的EMC技术[J].船舶。
1998(5):46-51.。