基于电磁干扰环境构建问题的思考

常晨

摘 要：随着电子技术的发展和武器装备信息化进程的加快，各种民用电子设备和军用信息化武器大量使用，区域电磁环境变得异常复杂，电磁干扰到处存在，各设备之间的相互影响越来越明显。为使各种电子系统或设备保持协调有序的工作，必须有效抑制各种有害干扰，提高设备抗干扰能力，形成一个电磁兼容性比较好的区域电磁环境。本文从电磁干扰的危害入手，分析防空反导武器面临典型电磁干扰环境的构建，并阐述了改善电磁兼容性的基本措施。

关键词：电磁；干扰；构建

前言：随着信息技术的发展和战场环境的日益复杂，防空反导武器装备的建设面临越来越严峻的挑战。各类新型机载、弹载干扰设备的出现，使得未来的战场电磁环境呈现干扰样式多、占用频谱宽、组合形式丰富、使用模式多变、时空特性变化快等特点，对防空反导武器系统研制及其抗干扰能力提升、作战效能发挥具有重大影响。因此，必须在防空反导武器装备研制过程中，加强贴近实战的电磁干扰环境的构建研究，为其抗干扰设计、抗干扰性能验证试验提供基础支撑。

1 電磁干扰的危害

1.1对电子设备的危害

强烈的电磁干扰可以使电子设备的元器件降低效能或烧毁。一般硅晶体管极间反向击穿电压都比较低，而且会随着温度的升高而下降，强电磁干扰很容易损坏它们。电磁干扰中的尖峰电压有可能击穿晶体管产生短路。晶体管在射频电磁波的照射下，甚至能吸收足够的能量使结温升高，造成二次击穿而损坏。电磁干扰还可造成电子仪器设备的性能改变和功能失效，特别是精密仪表更容易受损，所以通常要做好电磁屏蔽[1]。

1.2对武器装备的危害

当强辐射电磁波通过电引信设备的控制线路时，感应耦合形成的干扰电流有可能触发引信使发射系统点火或起爆装置爆炸。在军工装备的火工品系统工程设计中，会明确规定安全距离和安全系数，以及防静电场工作车间和防静电操作的要求，以便控制电磁干扰可能造成的危害。

1.3对燃油的危害

部分燃油在强电磁场作用下有可能出现燃烧和爆炸等危险情况，一般常见的有直接照射引爆和电火花点燃起爆两种情况。如果在大功率发射天线周围给飞机加油，那么当油枪嘴从飞机油箱中抽出来的瞬间就有可能引起爆炸。因为油枪、接地电缆和飞机机体构成了一个射频接收电路，接收到的电磁干扰能量可使油枪和飞机油箱之间产生高达150V的电势，形成约0.12A的电流，所以油枪嘴离开油箱时会引起电弧放电，产生的电火花会使燃油燃烧起爆。

1.4对战场电磁环境的污染危害

战场使用电磁频谱包含了从声波到光波的所有频谱，涉及通信、雷达、导航、敌我识别、预警探测、制导等电磁信号。电子设备和系统由地面不断升空，逐步向天渗透，使得战场信号密度、强度、频谱范围达到一种全新状况。而且采用的电子设施中包含有大功率的发射装置、全向收发天线，这些强辐射源在某一局部范围内构成重度复杂电磁环境。电磁信号密度越来越大，而且频带间隔小，极容易产生不同类型装备之间的互扰现象，可能使电子侦察失效、通信中断、雷达致盲、指挥系统和作战保障系统瘫痪。

2 防空反导武器面临典型电磁干扰环境的构建

2.1典型电磁干扰场景

空袭作战中电子对抗双方可采取的战术与技术千变万化，难以一一描述清楚，只能针对特定武器系统的使命和用途，根据目前的分析与想定，提炼出具有代表性的和未来可能面临的典型干扰场景，作为设计、试验验证、考核鉴定的基本依据。

2.2干扰装备技术参数描述

从干扰装备类型、干扰参数等方面给出武器装备面临的典型干扰装备技术参数的描述方法，以便作为研究对象和设计依据[2]。

2.3干扰装备战术运用模式

2.3.1远距支援干扰

电子干扰飞机配置在攻击飞机编队之外，通常位于战区防御之外，电子干扰飞机以一定航线在一定区域内盘旋。它所携带的干扰设备辐射与防守方电子系统相同频段的连续波噪声或脉冲干扰信号，干扰防守方导弹系统和其它电子系统，以保护己方飞机或导弹顺利执行任务。远距支援干扰是编队外支援干扰战术的一种，是突防作战时常用的电子战战术之一。

2.3.2远距通信干扰

战术运用上与远距支援干扰相同，仅是干扰频段针对低频段的指挥系统进行干扰，一般与远距支援干扰配合使用。

2.3.3近距支援干扰

专职电子战飞机作为攻击机编队的先导机伴随编队一起突防，当飞到目标地空导弹阵地附近上空时，专职干扰飞机脱离编队，在目标附近上空沿战场前沿己方一侧盘旋飞行，连续施放干扰，以掩护攻击轰炸机对地面目标的攻击和返航。近距支援干扰是一种编队外支援干扰战术[3]。

2.3.4随队干扰

电子干扰飞机在给定的空域内，伴随攻击飞机编队飞行，施放干扰，掩护己方攻击飞机编队突防。随队支援干扰是一种编队内支援干扰战术。

3 改善电磁兼容性的基本措施

3.1频域上要进行隔离

对于干扰产生源要进行严格的隔离，有效抑制辐射源产生的有害杂波和多次谐波，减少干扰信号的产生。其次，对长信号传输线输送的信号进行频域信号处理，可在信号传输中采用扩频技术、伪随机码调制技术等。避开电磁干扰信号的频域范围，防止电磁干扰。最后就是对敏感电子设备工作频域进行隔离保护，使其免受电磁干扰的危害。

3.2空域上可采取屏蔽

从空域上采取电磁防护措施时，对于强辐射源和高灵敏度的接收设备，首先应该从发射机和接收机的天线技术做起，尽量变窄波束宽度，降低副瓣电平。发射机副瓣波束对周围电磁危害较大，而且往往容易引来反辐射武器的攻击，所以要尽量抑制天线副瓣，减少电磁危害。侦察装备接收机副瓣容易引起测向错误，造成情报失真，所以要使测向天线主瓣波束宽度尽量的窄，同时降低副瓣电平或采用副瓣对消技术，尽量抑制干扰信号进入接收机[4]。其次就是各种电子设备箱体上的任何小孔、缝隙都能引起电磁波的耦合进入机箱，耦合进来的干扰信号对机箱内的集成电路和一些敏感元器件直接作用很容易产生干扰危害。减小空间辐射耦合的防护主要靠屏蔽的方法，屏蔽可以分为电场屏蔽和磁场屏蔽，一般用金属铜、铝等制作屏蔽盒抑制电磁干扰。

3.3时域上得适时回避

当干扰出现的时间与信号出现的时间无确定规律、或无法预测时，只能采用被动时域回避法，即在瞬时干扰的前期征兆出现时，利用高速电子开关立即关闭信号通道、切断电源，使系统暂时停止工作，并将存储的信息迅速转移至存储器中，待瞬时干扰过去后，再重新打开信号通道、接通电源，恢复系统工作。这种方法特别适用于对卫星、航天飞行器、飞行中的导弹等电子系统的防护，因为它们很难采用屏蔽隔离等防护方法来有效减弱电磁脉冲辐射，而系统短时间暂停工作对电子系统的影响不很大[5]。

结语：目前，现有典型电磁干扰环境描述、抗干扰指标体系、试验与评估等方法，己无法满足目前和今后一段时期内的防空反导武器抗干扰设计的发展需求。因此，需要深入研究电磁干扰环境的描述和构建方法，在掌握机载电子干扰设备与防空导弹祸合关系和互敏感关系的基础上，明确航空电子战装备技术指标体系。

参考文献：

[1]刘尚合，刘卫东. 电磁兼容与电磁防护相关研究进展[J]. 高电压技术，2014，06：1605-1613.

[2]李永刚. 机载光电侦察平台环境适应性研究[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所），2014.

[3]卢育中. 小型飞行器复杂电磁环境下的电磁干扰耦合及防护研究[D].西安电子科技大学，2013.

[4]杨晓芳. 强电磁干扰环境下多径路由算法的研究[D].重庆理工大学，2016.

[5]王超，陈飞，戎建刚. 天线口面电磁干扰环境表征参数的计算方法[J]. 航天电子对抗，2016，05：18-24.