基于端口数据的系统级电磁兼容性分析

刘培毅 刘鑫

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.012

摘 要：拥有发射和接收功能的电磁频谱工作系统一定会存在电磁兼容性的问题。该次研究提出的基于端口数据的系统级电磁兼容性优化方法，是先依照端口数据频谱设备的结构及应用特点绘制出耦合系统图，分析耦合系统图中存在的耦合干扰源，建立耦合干扰的函数模型，提出结合模型消减耦合干扰策略。再应用四排除法方案执行其策略，优化端口数据的系统级电磁兼容性。

关键词：端口数据 电磁兼容性 电磁频谱

中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（b）-0012-02

拥有发射和接收功能的电磁频谱工作系统一定会存在电磁兼容性的问题。当前人们从系统、器件、结构的角度找出端口数据的系统级电磁兼容性的问题，尝试解决电磁兼容性的问题。前人提出的端口数据的系统级电磁兼容性方案多半是从屏蔽这一角度着手消减电磁兼容性。这种方法忽略了系统级电磁兼容性的多样性。结合端口数据的系统级电磁兼容性特点与前人研究的成果，该次研究提出了基于端口数据的系统级电磁兼容性优化的方法。

1 基于端口数据的系统级电磁干扰的原理

电磁兼容性的定义，是指在设计及装置电磁频谱工作系统时，必须保证它们在既定的工作条件下，不会受电磁干扰的影响造成不能发射的情形或出现发射性能降级的情形。以一套电磁频谱工作的典型装置来说，它的构成可分为器件→电路→设备→分系统→系统。在电磁频谱装置中，系统身身可能会出现系统内的干扰；其它系统与该套电磁频谱工作组合时会产生系统间的干扰；外部环境出现的干扰会造成系统及环境的干扰。形成干扰的要素主要有3个：第一个是电磁装置本身为敏感体，它易受到工作干扰；第二个是干扰源较强，它易对电磁频谱设置造成干扰；第三个是系统和系统间的耦合通道形成干扰。只要是电磁频谱工作系统，就一定会出现电磁兼容性问题，这种干扰亦会在端口数据中出现。如果应用以上系统级电磁兼容性原理进行分析，就可得端口数据的系统级电磁兼容性问题主要出现在天线端、电场端、电缆端、公共同路通道。只有从这4个方面着手，才能优化端口数据的系统级电磁兼容性。

2 基于端口数据的系统级电磁兼容性简化

为了说明端口数据的系统级电磁兼容性简化的必要性，现用一则实例来说明。图1为某电磁频谱的端口，分别为天线1、天线2、箱体、电源、信号。它组合成电磁频谱设备后，实际产生的耦合关系图为图2，将图2抽象为耦合系统图作图3。从图3的耦合关系来看，的电磁干扰非常复杂，极易影响电磁频谱的作业，将耦合关系进行简化的目的，就是为了让设备和射备的发射尽量形成单向交流的关系，避免发生信号交流之间的交叉干扰。

参看图3，图3中的事关系形成双重或多重叠加关系，做好电磁兼容性工作，就是调整端口数据的系统级电磁干扰因素，避免发生耦合关系的叠加。现在，如果V i （ω）是第i个端口在角频率ω产生的干扰，那么先将Ti j（ω）视为第i个端口可能产生的函数值，影响该函数值的因素为电压、电流、电场（或磁场）。如果现在第i个端口对第j个端口产生了干扰，那么函数传递值可拟为，那么第 j 个端口产生的干扰值函数表达式为

，以此类推。

如果当前为第 j 个端口的敏感度门限值，并且为第 j 个端口的裕值，那么结合军标取值，该值参数应取20 dB，如果结合民标参数取值，该参数应取6 dB。于是可得第 j 个端口的电磁兼容的函数为，该函数的意义可描述为：

。

现设各干扰参数值为最大，那么可得：

，

即可得

，于是在该环境中，可得简化策略1：如果，那么取值可被忽略，即简化该耦合路线。再得简化策略2：如果参够有效的调整干扰端口、敏感端口，那么可视，优化干扰端口电压值，得到，于是干扰端口的耦合路线亦简化。

3 优化端口数据的系统级电磁兼容性方案

结合以上端口数据的系统级电磁兼容性函数公式的分析，可以拟订端口数据的系统级电磁兼容性方案。造成端口数据的系统级电磁兼容性因素不止一个，为了简少电磁与电磁之间的干扰，端口数据的系统应应用一个发射源对一个敏感设备，使之形成互动耦合，避免发生发射信号与接受信号的偶合干扰。在实际操作的过程中，一个发射源对一个敏感设备可能依然存在干扰问题，此时可通过调整发射与接受幅度、频率等因素调整端口数据彼此干扰的问题。

现用四级干扰排除的方案提高端口数据的系统级电磁兼容性。第一级排除，应用一个发射源对一个敏感设备尽可能的排除外在环境可能存在的干扰。第二级排除，如果端口发射的频率过于接近，可能会出现频率与频率之间的干扰，于是，经结合端口发射需求的前提下，应调整发射机的带宽、频率、间隔，减少端口发射的干扰。第三级排除，时间、距离、方向、传播特性可能都存在干扰的问题，此时要对修正天线的干全裕度，避免发生天线传输与接受的干扰。第四级排除，优化端口数据设备的性能，应用高性能的设备可减少因素与因素之间的相互干扰。

4 结语

该次研究提出的基于端口数据的系统级电磁兼容性优化方法，是先依照端口数据频谱设备的结构及应用特点绘制出耦合系统图，分析耦合系统图中存在的耦合干扰源，建立耦合干扰的函数模型，提出结合模型消减耦合干扰策略。这是从理论上优化端口数据的系统级电磁兼容性方法。在实际操作中，这两种策略可能完全适用，也可能不能完全适用。在理论排除的基础上应用四排除法强化其操作性，应用四排除法方案可优化端口数据的系统级电磁兼容性。为了说明该种方案具有可行性，该次研究应用一侧端口数据的系统级电磁兼容性优化实例来说明，由实例可知，该次研究提出的方案可突破传统端口数据的系统级电磁兼容性优化方案的弊端，有效地优化端口数据的系统级电磁兼容性，并且该方案易实践、操作技术难度小、花费成本低，能带来较大的经济效益与社会效益。

参考文献

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