解读国内外电磁辐射对军械危害相关标准

刘俊伟，汤仕平

（海军装备研究院标准规范研究所，上海 200235）

0 引言

电磁辐射对军械的危害（HERO）就是指由于电磁能量作用于电点火系统（主要包括电点火电路和电爆装置）引起军械的意外点火或者性能降低。要适应现代和未来战争的需要，军械系统作为舰船实际战斗力的最终保证，其防电磁辐射的危害问题显得尤为重要。由于舰载军械处于一个相对狭小的环境中，而其他军种使用的军械在空间和时间上的灵活度更大，因此舰船上对电磁辐射的控制相对严格。从技术角度来说，在舰船上实现电磁辐射对军械危害控制的难度更大。为了更好的实现这一点，各发达国家都相继制定了适用于其抗电磁环境危害的国家军用标准。美国军用相关标准内容全面、完整，在技术上的发展较为成熟，具有相当程度的先进性和广泛适用性。我国军用电磁兼容性标准研究一直是以美国军用标准为研究和分析对象。通过对国内外各个电磁辐射对军械危害要求标准的分析，明确各种限值内在的含义，对于电磁辐射对军械危害的研究具有重要的意义。

1 国外相关标准

1.1 MIL-STD-464A《系统电磁环境效应要求》

该标准中关于电磁辐射对军械危害的具体内容如下：军械中的电爆装置在暴露于表1的外部电磁环境期间不应意外点火，或者在暴露之后不应感到降低性能，不管是电爆装置的直接射频感应激励还是电点火电路的意外启动。与表1中的受限制和不受限制电平有关的军械状态或阶段在表2中列出。符合性应通过试验和分析来验证。该限值是美军HERO方面要求的基础。

1.2 NAVSEA OP 3565 VOLUME 2《电磁辐射危害，第二卷——技术手册（对军械的危害）》

该标准是美国海军HERO方面最重要的标准化文件之一。文件与HERO要求相关部分的内容中将军械分为4个相关类别：HERO安全军械、HERO易敏感军械、HERO不安全军械和HERO不可靠军械。

这些分类以与MIL-STD-464通过与否的标准一致的敏感程度为基础。基本不会敏感且不需要任何超过总的HERO需求的电磁环境约束的项目被纳入HERO安全军械；那些容易敏感并且需要适度射频环境约束的项目被纳入HERO易敏感军械。HERO不安全军械和HERO不可靠军械项目包括那些拥有HERO安全军械或HERO易敏感军械分类，但是在装配、分解或者遭遇其他该军械未经认可的条件或操作，其性能可能由于暴露于射频环境中而降低（HERO不可靠），或者其暴露于射频环境中时可能发生事故性点火或者引爆（HERO 不安全）。文件中给出了HERO易敏感军械、HERO不安全军械和HERO不可靠军械的最大安全场强，其值如图1至图4所示。

表1 464A中规定的HERO的外部电磁环境

表2 军械状态和相应的环境

图1 HERO易敏感军械通信频率段限值

图2 HERO易敏感军械雷达频率段限值

图3 HERO不安全/不可靠军械通信频率段限值

图4 HERO不安全/不可靠军械雷达频率段限值

2 国内相关标准

国内标准含有HERO要求的标准主要有3个：GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》、GJB786-1989《预防电磁场对军械危害的一般要求》和GJB 1446-42-93《舰船系统界面要求 电磁环境电磁辐射对军械的危害》。

这三个标准中，GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》中的要求与MIL-STD-464A《系统电磁环境效应要求》中的完全一致；GJB786-1989《预防电磁场对军械危害的一般要求》中的要求与美军MIL-STD-1385B-86《预防电磁辐射对军械系统危害的一般要求》中的基本一致，而美军在1997年发行了MIL-STD-464，取代了包括该标准在内的4份标准，而又于2002年发布了目前最新的版本MILSTD-464A，可见，该标准中的相关要求在时效性上已经有所欠缺；GJB 1446-42-93《舰船系统界面要求 电磁环境 电磁辐射对军械的危害》中关于辐射电磁环境电平的要求和GJB786-1989一致，另外还给出了在舰船军械工作区内进行军械维修、组装、拆卸及电爆装置作为单独组件进行试验时，其安全场强电平和安全平均功率密度的要求，该要求和NAVSEA OP3565卷2中HERO不安全军械和HERO不可靠军械的极限值（图3和图4）一致。

可以看出，我军电磁辐射对军械危害相关标准有很大一部分都是参照美军相关内容的标准再结合自身发展经验所制定，在具体限值上，吸取了美军的大量经验，但是在时效性和完整性上有所不足。在分析HERO要求时，应以美军相关标准为主。

3 标准分析

由前文看出，美海军将其列装的军械分为HERO安全军械、HERO易敏感军械、HERO不安全军械和HERO不可靠军械四类，并且分别对这4类军械给出了3种不同的限值，这种方法是结合其自身技术能力和实践经验形成的，具有很强的可操作性。通过分析，掌握美军4种军械分类和它们各自不同的军械电磁辐射危害要求的联系和区别，对于我们建立和应用军械电磁辐射危害要求有十分重要的意义。

《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出：“这些分类以与MIL-STD-464通过与否的标准一致的敏感程度为基础”，基本不会敏感并且不需要任何一般HERO需求以外的电磁环境约束的项目被分类为HERO安全军械，那些容易敏感并且需要适度射频环境约束的项目被分类为HERO易敏感军械。可以看出，HERO安全军械是指那些满足MIL-STD-464A中HERO要求的军械，而HERO易敏感军械是那些无法完全满足这个要求的军械。文件中采用了“适度射频环境约束”来描述HERO易敏感军械，是因为对射频环境限制要求过高的设备通常是不应该成为美军正式列装的军械的。也就是说，美军列装的正式军械中通常只有HERO安全军械和HERO易敏感军械两种，这两种分类是军械的常态。

对于后面的两种军械来说，《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出，HERO不安全军械和HERO不可靠军械项目可以包括那些拥有HERO安全军械或HERO易敏感军械分类，但是在装配，分解或者遭遇其他的未经认可的条件或操作，其性能可能由于暴露于射频环境中而降低（HERO不可靠），或者其在暴露于射频环境中是发生了事故性点火或者引爆（HERO安全）。可以看出，这两种军械分类是指由于各种需要而降低了HERO安全军械或HERO 易敏感军械的常规HERO性能产生的，根据性能降低后可能产成的后果而进行的分类，是暂态的。另外，由文件中的其他一些内容可以看出，对于没有经过美军相关部门测试的军械（例如联合作战时盟军的军械等），也当作HERO不安全军械或HERO不可靠军械处理。

由上面的分析可以看出，按军械的易敏感性来看，似乎是应该HERO安全军械最不易敏感、HERO易敏感军械次之，而HERO 不安全军械和HERO 不可靠军械是最容易受到射频环境影响的。而实际上如果将代表HERO易敏感军械、HERO不安全军械和HERO不可靠军械的HERO性能的图1到图4与代表HERO安全军械的HERO性能的表1相比较，可以看出在某些频率上对HERO 安全军械的要求反而更为严格。

某种军械是否安全取决于两个方面，一方面是军械能承受什么样的射频电磁环境，另一方面是军械所处的射频电磁环境的恶劣程度。

对于HERO安全军械来说，其要求为表1，即MIL-STD-464A中关于HERO的外部电磁环境的要求。将该表与MIL-STD-464A中5.3节外部射频环境要求相比较可以看出，基本上HERO的外部电磁环境是以系统外部电磁环境要求为基础，在大部分频段上考虑安全裕度，再加上一点实测结论以后得到的，MIL-HDBK-240中也指出美国海军把能安全地暴露在MIL-STD-464规定的EME电平中的军械定为HERO安全军械。这个要求，是从军械所处的实际环境的角度来提出的。一旦军械能满足这个要求，那么只要其满足一般HERO要求，那么就可以在美国海军的系统中安全工作。对于HERO 易敏感军械、HERO不安全军械和HERO 不可靠军械来说，它们是无法完全满足464A中关于HERO的外部电磁环境要求的，因此，就要在考虑外部环境的同时更多的考虑军械本身能承受什么样的射频电磁环境。而图1到图4体现的就是这部分性能。NAVSEA OD 30393《控制电磁辐射对军械危害的设计准则和实例（HERO设计指导）》中提到，图1和图2是基于HERO测试的试验结果，边界限值是基于大多数易敏感军械项目（那些在设计时几乎没有考虑HERO问题的军械）建立的，而图3和图4的限值是基于对暴露在电磁环境中的电爆装置接收特性理论上和经验上的考虑，这些曲线表示的是海军军械处于最差状态下的情况（电爆装置的装配，拆卸和测试阶段）。就是说，某个无法满足464A要求的军械，如果它能满足图1和图2的要求，那么它就可以作为HERO 易敏感军械来使用；同样的，某个军械，在在装配，分解或者遭遇其他未经认可的条件或操作，性能降低而无法满足464A的要求时，如果它能满足图3和图4的要求，那么在这种性能降低情况下它就可以作为HERO 不安全军械或HERO 不可靠军械来使用。而正是由于HERO易敏感军械、HERO 不安全军械和HERO 不可靠军械并不一定能满足464A中所提出的HERO外部电磁环境要求，因此，在使用它们的时候就不能只考虑一般HERO要求，而必须进一步明确其所在位置的场强是否满足图1到图2中对应的要求。

总的来说，HERO安全军械是指那些基本不会敏感（以MIL-STD-464A相关要求为标准）并且不需要任何超过一般HERO需求的电磁环境约束的军械，就是说能满足MIL-STD-464A关于电磁辐射对军械危害方面要求的军械。MIL-STD-464A中关于电磁辐射对军械危害的要求是美军通过对军械实际使用的环境进行考察分析总结以后得到，而完全没有考虑军械本身的性能。对于HERO安全军械的划分，在实际应用中，如果能够准确的分析出军械可能处于的最恶劣的电磁环境，并且确认军械在该环境不降低性能或者不意外点火，那么就可以将其看作HERO安全军械。

HERO易敏感军械是指那些容易敏感并且需要适度射频环境约束的军械。当某军械无法满足HERO安全军械的要求时，它就是HERO易敏感军械。由于该类军械无法完全适用于任意可能的电磁环境，就必须通过安全距离/场强公式并结合图1和图2来判断其所在位置是否安全或者是否需要进行发射控制。在实际运作过程中，图1和图2的限值往往并不是必须的，假设某军械采取了一定的HERO防护措施，虽然没有达到HERO安全军械的要求，但是其性能显然要比极限情况好的多，这时就可以考虑根据其实际情况来判断其所在位置是否安全；对于另外一些军械，其工作环境并不会出现全频率的电磁辐射，这样的情况下，只需考虑该军械可能遭受频段的问题。

所有列装的军械，当它们在装配，分解或者遭遇其他该军械未经认可的条件或操作时，性能可能由于暴露于射频环境中而降低，就称其为HERO不可靠军械，而暴露于射频环境中时可能发生事故性点火或者引爆，就称其为HERO不安全军械。可以这样认为，某军械，在其“组装/分解”和“加载/卸载”这两个状态中，如果能满足MIL-STD-464A中“受限制”的要求，那么该军械在该状态就是HERO安全军械，反之，就是HERO不安全/不可靠军械；而某军械遭遇未经认可的条件或操作时，该军械在该状态就应当作为HERO不安全/不可靠军械来处理。该限值的应用同HERO易敏感军械是类似的，通过安全距离/场强公式来判断是否可以在某处进行该类操作或者在进行该类操作时是否需要发射控制。另外，基于常理，对于HERO性能未知的军械，也应当作为该类军械处理。

4 结束语

综上分析，可以清楚的明确各标准中各种限值内在的含义和相互关系，对于我们建立和应用军械电磁辐射危害要求有十分重要的意义。

[1]MIL-STD-464A, 系统电磁环境效应要求[S].2002:12-13,82-84.

[2]NAVSEA OP 3565 VOLUME 2, 电磁辐射危害，第二卷——技术手册（对军械的危害）[S].2001.

[3]GJB1389A-2005,系统电磁兼容性要求 [S].2005.

[4]GJB786-1989, 预防电磁场对军械危害的一般要求[S].1989.

[5]GJB 1446-42-93, 舰船系统界面要求 电磁环境电磁辐射对军械的危害[S].1993.

[6]MIL-HDBK-240, 电磁辐射对军械危害测试指南[S].2002.

[7]NAVSEA OD30393, 控制电磁辐射对军械危害的设计准则和实例（HERO设计指导）[S].2001.