《系统电磁兼容性要求》应用指南研究

2005年,国家军用标准GJB 1389A -2005《系统电磁兼容性要求》(以下简称GJB 1389A )颁布实施。该标准是为保证我国武器系统电磁兼容性满足在复杂电磁环境条件中作战应用需求,而建立的顶层系统级电磁兼容性指标标准,是目前我国武器系统研制和应用中所急需的标准。而我们对该标准中的指标认识还不够清晰,设计和验证方法还不明确,在使用过程中遇到了许多应用问题,分析其原因主要是该标准尚未及时配套建立相应电磁兼容性基本概念、设计、试验、分析等标准,使得该标准在执行层面上有一定的困难。美国于2002年颁布了与GJB 1389A 内容大致相当的美军标MIL-STD-464A 《系统电磁环境效应要求》,也面临着与GJB 1389A 相同的应用困难。为此,MIL-STD-464A 中附录了“应用指南”,用多达96页篇幅(MIL-STD-464A 正文仅17页)对标准规定的各项电磁兼容性指标逐项从指标定义、原理、应用理由、适用性、试验要求等方面进行了说明和解释,指导标准执行者正确理解和应用标准。笔者认真分析和研究了MIL -STD -464A 的应用指南,发现对理解GJB 1389A 大有裨益。

MIL-STD-464A 中附录“应用指南”的做法给了我们启示。GJB 1389A 作为顶层电磁兼容性指标标准,尚未配套相关应用标准时,借鉴MIL-STD-464A ,以建立“应用指南”的形式,

协助推广和贯彻GJB 1389A 是可行和有益的。由此我们申请了课题,并完成GJB 1389A 应用指南研究,解决了实际应用问题。

1GJB 1389A 应用中存在的问题

笔者在数年应用GJB 1389A 及与同行交流中,感受到GJB 1389A 执行过程中存在着若干应用问题,见表1。其中部分典型问题,限制了

GJB 1389A 的全面贯彻执行,这些问题及其根源可归结为下述几个方面。1.1指标定义问题

大部分指标无定义或定义不清晰,无法清晰

GJB 1389A-2005《系统电磁兼容性要求

》应用指南研究

文

摘:针对GJB 1389A-2005《系统电磁兼容性要求》尚未配套建立相应的基本概

念、设计、试验和分析等相关标准,提出编制该标准应用指南的必要性,分析GJB 1389A 实施中暴露的部分典型问题,探讨制定应用指南的基本思路和编制的内容。

关键词:电磁兼容性;武器系统;应用指南。

孙国庆王申白文静

(北京电子工程总体研究所,北京,100854)

Application guidance researches for GJB 1389A-2005《Electromagnetic

compatability

reguirements for systems 》

理解指标,不知道指标所规定的干扰来源或机理,使得标准执行者无法确定指标是否采用和采用后的电磁兼容性设计目标和内容。

例如,船壳引起的互调干扰指标,舰面设备设计师大多不知道指标的含义。该干扰是源于船上任意两高频(HF )辐射信号与船体结构耦合,由于船壳的非线性而产生的互调电流,互调电流产生的二次电磁辐射即为船壳引起的互调干扰。

19阶及以上互调干扰信号将覆盖舰上射频信号频段,对舰上通信、导航、搜索、探测等可能产生同频干扰威胁。

如果设计师能够清晰知道船壳引起的互调干扰的定义和原理,则可根据产品的射频信号特性来确定是否采用该项指标和开展相应的防护设计与试验。

二次电子倍增、全寿命周期电磁环境效应控制、防信息泄漏、电磁发射控制等指标也同样存在着指标定义问题。1.2

指标适用性问题

部分指标要求没有明确指标适用对象或规定

的适用性过于宽泛,很可能造成过设计或无法实施设计。例如二次电子倍增效应指标适用于空间设备和分系统。但根据二次电子倍增效应的产生机理,一般而言,该类效应只发生于低气压(压强不大于0.1Pa )、较大功率(大于5W )信号传输途径中。绝大部分空间设备均不满足发生二次电子倍增效应的条件,且若在空间设备所有信号传输路径上均实施防护设计,将是空间系统在功能、体积、重量等方面所无法承受的。

安全裕度、防信息泄漏、发射控制等指标也同样存在着指标适用性问题。

1.3设计方法问题

所有指标均没有规定设计方法,也没有推荐

参照执行的现有标准。可以想象,设计师面对GJB 1389A 规定的14类、27项指标,尤其是诸

如不熟悉或较难理解的静电电荷控制、全寿命周期电磁环境效应控制、防信息泄漏、发射控制、频谱兼容性管理等指标,在制定设计方案时的困境。1.4

试验方法问题

除了为安全裕度、船壳引起的互调干扰、静电电荷控制等数项指标,推荐了试验规范或试验原理外,其他指标均没有规定试验方法或标准。

对一些熟悉和理解的指标,产品设计师能够寻找到可参照执行的试验标准(如果有相应标准),并按标准实施试验;而对那些不熟悉或不理解的指标,将难于找到可采用的试验标准,即使找到了,也难以参照标准编制正确、可行的试验方案。

1.5

其他问题

GJB 1389A 应用还有其他一些问题,诸如指标目的不明确可能使标准执行者误解和抵触。例如:舰船直流磁场环境指标的最终目的是消除舰船固有直流磁场,避免被磁性水雷攻击;电磁发射控制的目的是实现电子静默,避免被敌方侦测到。设计师只有知道指标的目的,才能理解指标的重要性和易于接受指标。2编制标准应用指南的基本思想

GJB 1389A 是我国唯一用于电磁环境防护的系统指标标准,在很大程度上影响着我国武器装备对日益复杂电磁环境的整体防护能力。如何有

表1

GJB 1389A 应用中部分典型问题汇总

序号指标项目主要应用问题

1

安全裕度

指标定义不清晰,使指标应用和设计方法有偏差

2船壳引起的互调干扰指

标无定义,不清楚干扰机理,无法确定指标是否采用

3

二次电子倍增

干扰机理不清楚,无相应设计和试验规范

4

外部射频电磁环境

指标规定的电磁环境条件远超过了实际环境,但没有指标剪裁方法和高场强试验方法

5

舰船直流磁场环境

指标目的和干扰机理不清楚,无法确定指标是否采用

6

沉积静电控制

指标定义不清晰,不清楚沉积静电的危害、来源和重点危害对象,无法确定指标是否采用

7

发射控制

指标无定义,不清楚指标应用的意图是什么,无法确定指标是否采用

8

频谱兼容性管理

没有适用的设计和试验规范