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叶航天标准化曳圆园13年增刊标准介绍与实施2005年袁国家军用标准GJB1389A-2005叶系统电磁兼容性要求曳渊以下简称GJB1389A冤颁布实施遥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袁而建立的顶层系统级电磁兼容性指标标准袁是目前我国武器系统研制和应用中所急需的标准遥而我们对该标准中的指标认识还不够清晰袁设计和验证方法还不明确袁在使用过程中遇到了许多应用问题袁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尧设计尧试验尧分析等标准袁使得该标准在执行层面上有一定的困难遥美国于2002年颁布了与GJB1389A内容大致相当的美军标MIL-STD-464A叶系统电磁环境效应要求曳袁也面临着与GJB1389A相同的应用困难遥为此袁MIL-STD-464A中附录了野应用指南冶袁用多达96页篇幅渊MIL-STD-464A正文仅17页冤对标准规定的各项电磁兼容性指标逐项从指标定义尧原理尧应用理由尧适用性尧试验要求等方面进行了说明和解释袁指导标准执行者正确理解和应用标准遥笔者认真分析和研究了MIL-STD-464A的应用指南袁发现对理解GJB1389A大有裨益遥MIL-STD-464A中附录野应用指南冶的做法给了我们启示遥GJB1389A作为顶层电磁兼容性指标标准袁尚未配套相关应用标准时袁借鉴MIL-STD-464A袁以建立野应用指南冶的形式袁协助推广和贯彻GJB1389A是可行和有益的遥由此我们申请了课题袁并完成GJB1389A应用指南研究袁解决了实际应用问题遥1GJB1389A应用中存在的问题笔者在数年应用GJB1389A及与同行交流中袁感受到GJB1389A执行过程中存在着若干应用问题袁见表1遥其中部分典型问题袁限制了GJB1389A的全面贯彻执行袁这些问题及其根源可归结为下述几个方面遥1.1指标定义问题大部分指标无定义或定义不清晰袁无法清晰GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》应用指南研究文摘院针对GJB1389A-2005叶系统电磁兼容性要求曳尚未配套建立相应的基本概念尧设计尧试验和分析等相关标准袁提出编制该标准应用指南的必要性袁分析GJB1389A实施中暴露的部分典型问题袁探讨制定应用指南的基本思路和编制的内容遥关键词院电磁兼容性曰武器系统曰应用指南遥孙国庆王申白文静渊北京电子工程总体研究所袁北京袁100854冤ApplicationguidanceresearchesforGJB1389A-2005叶Electromagneticcompatabilityreguirementsforsystems曳72--叶航天标准化曳圆园13年增刊理解指标袁不知道指标所规定的干扰来源或机理袁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遥例如袁船壳引起的互调干扰指标袁舰面设备设计师大多不知道指标的含义遥该干扰是源于船上任意两高频渊HF冤辐射信号与船体结构耦合袁由于船壳的非线性而产生的互调电流袁互调电流产生的二次电磁辐射即为船壳引起的互调干扰遥19阶及以上互调干扰信号将覆盖舰上射频信号频段袁对舰上通信尧导航尧搜索尧探测等可能产生同频干扰威胁遥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袁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遥二次电子倍增尧全寿命周期电磁环境效应控制尧防信息泄漏尧电磁发射控制等指标也同样存在着指标定义问题遥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袁很可能造成过设计或无法实施设计遥例如二次电子倍增效应指标适用于空间设备和分系统遥但根据二次电子倍增效应的产生机理袁一般而言袁该类效应只发生于低气压渊压强不大于0.1Pa冤尧较大功率渊大于5W冤信号传输途径中遥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袁且若在空间设备所有信号传输路径上均实施防护设计袁将是空间系统在功能尧体积尧重量等方面所无法承受的遥安全裕度尧防信息泄漏尧发射控制等指标也同样存在着指标适用性问题遥1.3设计方法问题所有指标均没有规定设计方法袁也没有推荐参照执行的现有标准遥可以想象袁设计师面对GJB1389A规定的14类尧27项指标袁尤其是诸如不熟悉或较难理解的静电电荷控制尧全寿命周期电磁环境效应控制尧防信息泄漏尧发射控制尧频谱兼容性管理等指标袁在制定设计方案时的困境遥1.4试验方法问题除了为安全裕度尧船壳引起的互调干扰尧静电电荷控制等数项指标袁推荐了试验规范或试验原理外袁其他指标均没有规定试验方法或标准遥对一些熟悉和理解的指标袁产品设计师能够寻找到可参照执行的试验标准渊如果有相应标准冤袁并按标准实施试验曰而对那些不熟悉或不理解的指标袁将难于找到可采用的试验标准袁即使找到了袁也难以参照标准编制正确尧可行的试验方案遥1.5其他问题GJB1389A应用还有其他一些问题袁诸如指标目的不明确可能使标准执行者误解和抵触遥例如院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袁避免被磁性水雷攻击曰电磁发射控制的目的是实现电子静默袁避免被敌方侦测到遥设计师只有知道指标的目的袁才能理解指标的重要性和易于接受指标遥2编制标准应用指南的基本思想GJB1389A是我国唯一用于电磁环境防护的系统指标标准袁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遥如何有表1GJB1389A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袁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袁不清楚干扰机理袁无法确定指标是否采用3二次电子倍增干扰机理不清楚袁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袁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袁无法确定指标是否采用6沉积静电控制指标定义不清晰袁不清楚沉积静电的危害尧来源和重点危害对象袁无法确定指标是否采用7发射控制指标无定义袁不清楚指标应用的意图是什么袁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73--叶航天标准化曳圆园13年增刊效实施该标准袁将标准规定的指标落实到武器装备中袁成为一项急迫工作遥美军标MIL-STD464A给出了应用指南袁以及时并有效地推广标准的做法袁值得我们效仿遥笔者在数年前就已针对本企业产品电磁特性和电磁环境防护需求袁开展了GJB1389A应用指南的研究和编制工作袁并与GJB1389A执行者要要要产品设计师进行了探讨袁认为院应用指南应立足于其能够替代尚未配套的设计尧试验等标准袁且通俗易懂尧简练实用尧内容全面袁能够有效指导设计师采用指标和开展相关设计尧试验等电磁兼容性工作遥GJB1389A应用指南研究编制的基本思想应包括以下几方面遥a冤指标定义明确袁概念清晰遥参照现有相关标准或参考相关技术资料袁明确定义各项电磁兼容性指标及其目的袁并详细规定电磁干扰的来源和干扰机理袁使标准执行者能深刻理解和采用指标遥b冤采用现有设计和试验标准或成熟方法遥我国已经有国家标准尧国家军用标准尧行业标准尧企业标准的多种形式袁基本健全了电磁兼容性标准体系遥现有大量电磁兼容性相关标准袁使得GJB1389A规定的大部分指标都有设计标准和试验标准曰少部分指标无适用标准袁可参考现有技术资料袁直接给出成熟的设计尧试验方法或原理袁指导和方便产品设计师开展电磁兼容性设计和试验遥c冤采用新技术尧新概念袁解决技术和应用条件的不足遥少部分指标的设计和试验技术或条件还不完全具备袁应采用新技术尧新概念给予解决或部分弥补遥诸如目前不具备高辐射场强试验条件袁可以利用场线耦合线性关系袁借助低场强试验结果来推算高场强试验结果遥d冤参考MIL-STD-464A应用指南遥美军标MIL-STD-464A与GJB1389A内容基本相同袁MIL-STD-464A的应用指南袁对各项指标给予了较明确的定义和用实例进行了说明袁并给出了指标采用的理由尧干扰机理等袁这些均可以在制定GJB1389A应用指南时参考尧借鉴遥e冤借鉴电磁兼容性工程经验遥在长期的电磁兼容性工作中积累了大量工程经验袁可以在应用指南中以设计案例尧电磁干扰故障案例的形式袁指导和提醒设计师正确开展电磁兼容性设计尧试验等相关工作遥3应用指南的主要内容根据GJB1389A应用指南研究的基本思想袁应用指南的指导性尧实用性需求以及标准的可操作性与内容要求袁应用指南研究重点内容应包括电磁兼容性指标要求与定义尧指标的适用性尧指标的采用理由与条件尧指标剪裁原则尧设计方法尧试验方法和分析方法等遥3.1电磁兼容性指标要求与定义GJB1389A规定的部分电磁兼容性指标不完全袁应根据预计的最强电磁环境袁给出应防护的电磁环境渊干扰冤类型尧极限值尧频率范围或波形袁完善指标遥若未具体规定指标袁可根据电磁兼容性需求和相关标准规定袁论证并规定适用指标遥例如袁GJB1389A只规定了天线安装的电搭接要求袁未规定具体指标遥但可论证确定是否采用QJ992-1986叶导弹运载火箭电气和电子设备安全通用技术条件曳渊规定该搭接电阻应不大于2.5m赘冤等相关标准规定的具体搭接指标遥参照GJB72A-2002叶电磁干扰和电磁兼容性名词术语曳等相关电磁兼容性基本概念标准或相关技术资料袁给出各项电磁兼容性指标的详细定义袁使设计师理解和准确掌握指标遥例如袁安全裕度指标袁很多设计师将其简单理解为电磁兼容性设计余量遥但提出该指标的MIL-STD-464A在其应用指南中明确规定袁此项指标是针对生产过程的不一致性和检验过程的不确定性而提出的功能健壮性要求袁相对设计余量袁具有完全不同的概念和设计方法遥3.2电磁兼容性指标的适用性为了使设计师能准确地将电磁兼容性指标落实于应防护的产品和电磁干扰袁应根据GJB1389A规定尧参照MIL-STD-464A应用指南和电磁干扰机理袁论证各项电磁兼容性指标的适用性遥产品适用性院明确指标适用于何种产品遥诸如安全裕度指标适用于集成设备袁不适用于单个产品曰射频电磁环境适用于直接暴露于环境中的74--叶航天标准化曳圆园13年增刊设备袁不适用于受到方舱等保护的内部设备曰沉积静电控制指标只适用于高速飞行器等遥电磁干扰适用性院明确指标适用于何种电磁干扰遥诸如安全裕度适用于集成设备遭遇的所有传导和辐射干扰曰船壳引起的互调干扰指标适用于高频辐射信号袁而不适用于微波辐射信号等遥3.3电磁兼容性指标的采用理由与条件GJB1389A规定的各项指标都有其充分理由袁也都是从现实电磁干扰效应及其案例中提炼出来的袁可以总结部分典型电磁干扰案例袁提示设计师采用指标的重要性和必要性袁这对实施标准极其有益遥指标都是有采用条件的袁诸如二次电子倍增效应只发生于特定气压和功率条件下袁必须在应用指南中明确规定袁以避免设计出现大的偏差遥3.4电磁兼容性指标剪裁原则GJB1389A规定的电磁兼容性指标是通用指标袁大多数指标必须根据实际需求进行一定程度的剪裁袁以避免造成过尧欠或多余设计遥应根据GJB1389A规定和企业产品电磁特性及应用电磁环境袁参照MIL-STD-464A应用指南袁论证并明确规定各项电磁兼容性指标的剪裁要求或原则袁指导设计师合理剪裁采用指标遥例如袁GJB1389A规定的外部射频电磁环境条件在部分频段远高于舰面武器装备实际电磁环境袁若按该条件进行的防护设计袁其难度之大是无法接受的袁甚至对武器装备的性能和舰船战斗力都有较大影响遥然而规定的电磁环境条件是规定的雷达在规定的距离处的辐射电场最大电平袁可以由根据实际舰面雷达及其距离计算得出的辐射电场最大电平替代袁这就大大缓解设计难度遥又如袁全寿命周期电磁环境效应控制完全可以并入可靠性尧环境适应性尧维修性和测试性工作袁简化电磁环境防护工作遥3.5电磁兼容性设计与试验方法为了方便和指导设计师按照GJB1389A要求袁开展电磁兼容性设计和试验袁应根据GJB1389A要求尧电磁干扰原理和现有相关电磁兼容性标准袁论证并推荐适用或可以参照执行的标准遥目前袁我国已经制定了大量可在实施GJB1389A中参照采用的电磁兼容性设计与试验标准曰若无适用标准袁可以根据相关技术资料袁直