在軍工電子設備領域,電磁兼容性至關重要。GJB151A-97標準是我國軍用設備電磁兼容性的關鍵準則,全稱為“軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求”,1997年發布實施,與之配套的GJB152A-97標準規定了測量方法。該標準的前身是1986年的版本,修訂后對指標要求更嚴格。它涵蓋19項EMC試驗,不過不同的軍用安裝平臺,試驗項目有差異。像CE102、CS101等5項常是必做項目,艦船、飛機上的設備必做項目更多。
軍工電子設備電磁兼容性有諸多特點。設備安裝密集,空間狹小,電磁干擾突出;強弱信號共存,相互影響;頻譜分布廣泛,容易干擾周邊設備;常共用電源和地線,增加了干擾風險;機電結構回旋余地小,后期進行EMC強化易與原有結構布局沖突?;谶@些特點,設計時要著重關注電源、機箱屏蔽、電路設計和接地質量。
電源設計是關鍵。多項試驗與電源直接或間接相關,具體對策包括做好電源輸入端的屏蔽和濾波,使用隔離變壓器,合理選擇二次電源,以及對電源進行整體屏蔽。機箱電磁屏蔽也很重要,能有效防止空間電磁輻射,要保證屏蔽層導電連續,妥善處理機箱開口,選裝合適的接插件,合理設計散熱方式。電路設計方面,優先采用多層印制電路板和表面貼裝元器件,根據實際情況選用傳感器和傳感信號放大器,強化有源器件的高頻旁路。接地質量同樣不可忽視,要正確選擇接地點和接地方式,確保可靠接地。
在應對各項軍標EMC試驗時,有許多實用的達標技術。傳導發射類試驗,如CE101、CE102等,主要針對電源對環境的干擾,可通過隔離和濾波阻斷干擾傳導,如使用隔離變壓器、電源濾波器等。傳導敏感度類試驗,像CS101、CS114等,測試設備對電纜傳入干擾的敏感度,需要綜合采用磁性元件、濾波器等措施抗干擾。輻射發射類試驗中,RE102是重要項目,輻射多源于開關電源和晶體振蕩器,可通過選用優質電源、屏蔽等手段降低輻射。輻射敏感度類試驗里,RS103較難通過,要加強電源電纜屏蔽和機箱屏蔽。
以某通信設備為例,通過采用ZL110型航空鑄鋁制造機箱、優化電源設計、選用軍標接插件、使用雙絞雙屏蔽線纜、采用4層印制電路板等措施,該設備順利通過9項EMC試驗,在復雜電磁環境中穩定工作多年。
總之,軍工電子設備的電磁兼容性設計需要依據GJB151A-97標準,充分結合理論與實踐經驗,提前預估電磁干擾并采取有效對策,這樣才能確保設計合理有效,保障設備質量和進度。