某系留气球气压测量设备的电磁兼容性改进

摘 要：某系留气球气压测量设备用于测量系留气球氦气囊、副气囊、尾翼、整流罩4个气囊压力与大气静压。为实现压力调节自动控制，气囊压力必须测量准确。气压测量设备一旦受到电磁干扰而导致测量值偏差，自控控制设备将可能发出错误指令导致严重后果。结合电磁兼容理论和实际，经过大量的电磁环境实验和实际安装测试，重新设计的气压测量设备能有效屏蔽干扰。

关键词：系留气球；气压测量；电磁干扰

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.217

0 引言

系留气球是一种无动力气球飞行器，气球用系缆与地面设施连接，球体内充氦气，依靠浮力悬停在空中。系留气球一般由球体、系缆、锚泊设备、测控、供电、负载等主要部分组成。

气压测量设备用于测量系留气球氦气囊、副气囊、尾翼、整流罩4个气囊压力与大气静压。通过风机阀门的控制，实现对4个气囊压力自动调节，因此气囊压力必须测量准确。受电磁干扰的气囊测量值会导致计算机发出错误指令而引发灾难性后果。

1 球载电磁环境分析

用电设备之间形成电磁干扰必须同时具备三个要素：干扰源、耦合通道和敏感设备，如图1所示。干扰源辐射出的电磁能量经某种耦合通道进入敏感设备，导致敏感设备出现非期望的效果，这一过程称作电磁干扰效应。尽管球载环境下，电磁干扰十分复杂，但由于原气压测量盒有一定的屏蔽效果，已长期在各种环境下正常使用。

2 原盒体设计及测量值受干扰情况

某系留气球气囊测量值在使用中出现固定周期的波动，呈明显下降的波形，原盒体设计和气囊压力受扰情况如图1所示。

3 改进后的盒体设计及气囊压力测量值

为解决外界电磁干扰，作者严格按照GJB151A-97的电磁环境实验要求进行改进，分别对盒体外形结构、电信号、电缆进行电磁屏蔽设计。外形结构采用密封腔体结构，电缆采用屏蔽电缆，电信号分别按照电源、信号进行滤波器设计。改进后的盒体将原4个电连接器变成1个，盒体上盖板采用镶嵌式设计并增加屏蔽材料完好接触，线缆中增加滤波器对电源信号滤波，气压管开口处改成内网结构。

同时还增加软件的卡尔曼滤波算法，使气压测量值更平滑，改进后的气压盒设计及气囊压力受扰情况如图2所示。

对比改进前和改进后，相同环境下的气囊压力测量值，可以看出，密闭腔体结合电磁滤波器和卡尔曼滤波等多项屏蔽措施的处理切实有效，能去除电磁干扰造成的影响，并能适应更严酷的电磁环境。

4 结语

设计师在设计时应该严格按照项目的电磁兼容性总体要求，并结合产品所处的具体的位置、电磁环境和可能的外部环境，在电磁屏蔽结构和电信号屏蔽上增加相关设计，使自己设计的产品能适应大多数使用环境。学习电磁兼容理论知识、增加实践设计，不断尝试和验证，有利于提高产品的环境适应性。

参考文献：

[1]闻映红.Clayto n R Paul.电磁兼容导论[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[2]杨士元.电磁屏蔽理论与实践[M].北京：国防工业出版社，2006.

作者简介：谭学林（1987-），男，硕士，工程师，研究方向：机载雷达设计。