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漫谈潜用雷达电磁兼容性设计

1概述

潜用雷达工作时，既要面临舱内、外复杂的电磁环境，还要面临设备本身的噪声干扰。为了使装艇电子设备更好地满足电磁兼容性的设计要求，潜用雷达在按GJBl51A-1997、HJB34A-2007要求的基础上，根据总体电磁兼容性能要求进行剪裁和补充，其考核包括CE101、CE102、CS01.1、CS01.2、CS06、CS114、CS116、RE101、RE102、RS101、RS103共11个项目，在设备提交时需有总体认可的检测机构提供的合格的设备电磁兼容性测试报告。

设备设计完成后，一些电磁兼容性超标项目（如CE101、RE102等）解决困难、费用高，而且大多都是补救性的整改措施。因此在雷达的设计过程要考虑内、外两方面的电磁环境，尽可能地减小相互干扰，使雷达具有良好的电磁兼容性。本文在大量实践的基础上，从设计思路上提出了行之有效的电磁干扰抑制措施。

2潜用雷达电磁兼容性设计目的与依据

电磁兼容性规范和标准不断的发展和完善，电磁兼容性设计已用预先分析、设计、预测代替原来的事后处理，因此雷达设计之初就应对产品的电磁兼容性进行充分的考虑。目的是使设备满足相关电磁兼容标准的规定；能在可预知的电磁环境中正常工作，且无故障或性能下降；减轻复杂电磁环境对人类健康产生的不良影响；产品各个模块之间可以共存，不致引起相互干扰。

电磁兼容设计的依据是电磁干扰三要素（干扰源、耦合途径及敏感部位），因此电磁兼容性设计就是要做好防护敏感设备被干扰、切断耦合路径、抑制干扰源等方面的设计。潜用雷达需要抑制的电磁干扰源有开关电源的开关回路、交流电机的运行噪声、雷达的射频前端、大功率磁控管等。需要切断的主要耦合途径有共阻抗耦合、传导耦合、感应耦合、辐射耦合等。

3潜用雷达电磁兼容性设计内容与方法

潜用雷达电磁兼容设计以指标的分配、功能分块设计作为基本方法，将电磁兼容指标逐级分解到各功能模块（包括元件级、PCB级、模块级、分机级、整机级等）在不同级别上进行分级设计，采取相应的防护措施等。

线路原理设计时要考虑线路的合理性与参数的适当性，设计不当时很可能会使线路本身成为干扰源。对电路原理理解透彻，尽量用简洁的电路来实现设计要求。

3.1器件选用

元器件优选应从电源电压、封装类型、电磁发射、抗扰性等方面着手。

有源器件要研究其电磁兼容性参数，选择输出电压波动性小、电源及地的靠近并多个电源及地线引脚的有源器件，选择有电磁兼容特性、集成度高的逻辑器件。

无源器件要研究其频率特性和分布参数特性。首选表贴元件，因为其寄生参数较小；焊接具有引线的元器件时应尽量缩短器件的引线，以减小元件分布电感的影响；选择有效屏蔽、隔离的输入变压器等。

正确使用抗干扰器件应对不同噪声的特点，电源噪声用隔离变压器等隔离，浪涌电压用二极管和压敏电阻等吸收，一定频段的干扰信号用线路滤波器等滤除。

3.2PCB电磁兼容性设计

布线布局的不合理是引发干扰的重要因素，PCB电磁兼容性设计需按照布线布局基本原则进行。

3.2.1印制板的大小对电磁兼容性的影响：尺寸小相邻器件、导线易干扰且不利于散热；尺寸大印制导线增长，抗干扰能力变弱，阻抗上升。应根据需求确定其大小。

3.2.2多层板的分布源阻抗极低，可以提供屏蔽和避免共阻抗耦合。应优先选用多层板进行PCB设计，在不同层内布置模拟电路和数字电路；电源层需要在地层下方靠近地层；骚扰源安排独立的一层与敏感电路拉开

距离。

3.2.3为减小差模辐射的环路面积，电源线和地线应尽可能靠近；时钟线、信号线也应靠近地线，走线短而粗，减少环路面积。

3.2.4为减小寄生耦合相邻布线层走线应采取弯曲走线、斜交或相互垂直的形式；各信号线之间加地线隔开，有利于减少串扰。

3.2.5按逻辑速度对数字器件进行分组，并相对集中以减小耦合，印制板连接器边缘布置高速逻辑电路、低速逻辑电路远离高速逻辑电路、中速逻辑电路介于两者之间。

3.2.6输入输出端走线中间应加地线分开，避免平行、相邻，以避免反馈耦合的发生等。

3.2.7板上和机壳的接地线要短而粗，最好用镀银接线柱。

3.3屏蔽设计

屏蔽技术就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，用来控制电磁干扰沿着空间传播、抑制磁场、电场和电磁波在两个区域之间的辐射和感应。

机柜屏蔽，按本雷达设计，舱体内的机柜的材料及厚度设计需满足设备电磁兼容性相关要求，导体不能直接穿过屏蔽体，对机柜缝隙、观察显示窗及通风口设计按规范进行。缝隙设计遵循原则：合理设计接触面的重合面积；合理安排机柜螺钉安装密度，减小接触电阻；为减小接触电阻应保持接触面的平整度与清洁；消除缝隙上不接触点可以使用电磁密封衬垫；机柜门缝处采用安装在合适沟槽内的橡胶芯金属编织网衬垫屏蔽或其他屏蔽效能、安装结构符合要求的屏蔽材料，保证机柜门闭