第9章 电磁干扰及防护--peng

1第九章电磁干扰及防护§9.1电磁干扰的危害2电磁辐射能量对人类活动有三大危害电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能电磁干扰能量可能引起易燃易爆物的起火和爆炸电磁干扰能量可对人体组织器官造成伤害，危及人类的身体健康3电磁辐射危害的影响因素强场时比弱场严重高频比低频严重时间长比时间短严重4§9-2电磁兼容及干扰的传播5电磁兼容设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中的其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级，它也不会使同一电磁环境中其他设备(分系统、系统)因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级6电磁干扰三要素干扰源干扰传播途径(或耦合途径)敏感设备7电磁干扰三要素示意图传导耦合辐射耦合干扰源敏感设备干扰传播途径8电磁干扰传输方式传导传输方式辐射传输方式9传导传输方式传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象。10辐射传输方式辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。11干扰的耦合类型传导耦合辐射耦合12§9-3电磁干扰的控制13一、电磁干扰控制策略主动预防整体规划“对抗”与“疏导”相结合14电磁兼容控制策略传输通道抑制空间分离时间分隔频域管理电气隔离滤波地点位置控制自然地形隔离方位角控制电磁场矢量方向控制时间共用准则雷达脉冲同步主动时间分隔被动时间分隔频谱管制变压器隔离屏蔽滤波光电隔离搭接频率调制继电器隔离接地数字传输DC/DC变换布线光电转换电动-发电机组15二、电磁兼容的控制技术屏蔽接地滤波频率调制数字传输16(一)屏蔽17屏蔽以某种材料(导电的或导磁的材料)制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的衰减)。18电磁屏蔽的作用原理利用屏蔽体对电磁流的反射、吸收和引导作用。19按屏蔽原理分类电场屏蔽磁场屏蔽电磁场屏蔽20电场屏蔽简称电屏蔽实质是减少设备(或电路、组件、元件)间的电场感应电场屏蔽包括静电屏蔽和交变电场的屏蔽21交变电场的屏蔽屏蔽体必须选用导电性能好的材料而且必须良好地接地22电屏蔽的实质在保证良好接地的条件下，将干扰源发生的电力线终止于由良导体制成的屏蔽体，从而切断了干扰源与受感器之间的电力线交连。23磁场屏蔽磁场屏蔽简称磁屏蔽，是用于抑制磁场耦合，实现磁隔离的技术措施磁场屏蔽包括低频磁屏蔽和高频磁屏蔽24低频磁场屏蔽低频(100kHz以下)磁场屏蔽常用的屏蔽材料是高导磁材料(如铁、硅钢片、坡莫合金等)。25低频磁场屏蔽铁磁材料的磁导率越高，屏蔽罩越厚，则磁阻越小，磁场屏蔽效果越好。屏蔽罩上垂直于磁力线方向上不应开口或有缝隙，否则会使磁阻增大，屏蔽效果变差。铁磁材料的屏蔽只适合于低频。26高频磁场的屏蔽采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。利用电磁感应现象在屏蔽壳体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的27电磁屏蔽通常所说的屏蔽，一般指的是电磁屏蔽高压大电流干扰源以电场为主，磁场分量可以忽略，这时就可以只考虑电场的屏蔽低压大电流干扰源则以磁场为主，电场分量可以忽略，这时就可以只考虑磁场屏蔽采用良导电材料，能同时具有对电场和磁场(高频)屏蔽的作用28(二)接地29接地分类安全接地信号接地30安全接地采用低阻抗的导体将用电设备的外壳连接到大地上，使操作使用人员不致因设备外壳漏电或故障放电而发生触电危险31信号接地在系统和设备中，采用低阻抗的导线(或地平面)为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通路，使流经该地线的各电路信号电流互不影响32(三)滤波33滤波的实质将信号频谱划分成有用频率分量和干扰频率分量两段，剔除干扰部分。34根据滤波器的频率特性分类低通滤波器，只通过低频有用成分，抑制或削弱高于截止频率的成分高通滤波器，只通过高频有用成分，剔除截止频率以下的干扰成分带通滤波器，只通过某一频带宽度的频率成分，低于或高于带宽的频率成分均不让通过，加以抑制或衰减带阻滤波器，抑制某一频率宽度范围内的频率成分，带宽以外的频率分量都可以通过35(四)频率调制36信号调制分类幅度调制频率调制37频率调制方法适用范围通常在长距离信号传输过程中容易引入干扰，而且这种干扰的频谱较宽，频域范围难以确定，为提高信号传输质量，可以采用频率调制方法。38(五)数字传输39数字传输将待传送的信号经过高速采样、模/数转换，使之变成数字信号，成为一系列对应于原信号幅度的调制脉冲409.4典型飞机系统的电磁干扰源分析41地面雷达无线电台电视广播脉宽调节器计算机时钟数字信号电感性瞬变开关EHB400Hz电源线雷击闪电静电放电HF屏蔽平衡电路隔离42系统内干扰源无线电发射设备干扰脉冲数字电路和开关电路干扰带有控制开关的电感性电气设备干扰旋转设备和荧光灯干扰400Hz电源输电线干扰43无线电发射设备干扰通信、导航、雷达等无线电设备44脉冲数字电路和开关电路干扰数字脉冲电流和电压波形的上升前沿很陡，其中包含着丰富的高次谐波分量，它们不仅传导进入电源线中，而且还向周围空间辐射开关变换使电流急剧变化，产生频谱较宽的干扰，其幅度和频谱随开关电流和电压的变化频率升高而增大45带有控制开关的电感性电气设备干扰电感性的电气元件，如风扇电机、液压电泵、舵面、副翼操纵的电动舵机、起落架收放驱动电机46旋转设备和荧光灯干扰由于电刷与整流子(或滑环)之间滑动接触而产生的火花放电能形成频谱很宽的辐射噪声干扰荧光灯管是充汞、氟混合气体的放电管，在放电的同时产生高频振荡，从而形成噪声干扰47400Hz电源输电线干扰400Hz电源输电线的周围存在低频电场和磁场的干扰48二、飞机系统外的干扰源49(一)静电放电干扰摩擦生电自蒙皮和空气中粒子相互间的摩擦液压系统中液体的高速流动与管道内壁摩擦50(二)雷电干扰雷电放电是一组脉冲群飞机活动部位及机内设备都应有良好的搭接防护51(三)太阳和宇宙噪声干扰太阳和宇宙空间辐射的干扰噪声对飞机通信导航系统具有明显的影响，特别是在接收机天线方向图主瓣正对准太阳的情况下干扰更为严重52(四)地面无线电设施的射频干扰地面广播电视的高频、甚高频发射以及地面高压输电线的电场和瞬态短路引起的电磁发射都是飞机系统外的主要干扰源53系统外干扰源系统内干扰源电磁干扰源自然干扰源人为干扰源固有干扰源人为干扰源大气干扰太阳噪声宇宙干扰友邻干扰敌方干扰民用干扰天电干扰雷电干扰雷达发射机通信发射机电子战干扰机导航发射机电磁脉冲电子对抗广播发射机微波中继站输电线电气铁路接触噪声热噪声计算机机雷达发射机点火系统电源放电通讯导航发射机54主要内容电磁辐射能量对人类活动的三大危害电磁干扰的三要素电磁兼容的控制策略有哪几类电磁兼容的控制技术的种类及措施