电磁环境因素对舰载武器装备可靠性的影响分析及对策

陈 猛

（中国人民解放军第四八零六工厂军械修理厂，宁波 315834）

舰载武器装备的电子信息化程度不断提高，在一定程度上推动了舰载武器装备的智能化、自动化发展，但是，受制于电子设备对电磁信号的敏感特性，从而导致在复杂电磁环境下，舰载武器装备的可靠性明显降低。基于这一原因，电磁干扰被视作影响舰载武器装备性能的元凶之一，强化舰载武器装备对复杂电磁环境的适应性就成为舰艇武器装备设计过程中需要重点考虑的内容。

1 电磁环境兼容性概述

所谓电磁环境兼容性，是指某一研究对象能够在特定电磁环境中保持其原有功能和状态的能力，电磁环境兼容性越强，则该对象在复杂电磁环境中的可靠性也就越高。

通常来讲，电磁环境兼容性的研究需要同时满足三个要素，其分别为电磁干扰源、敏感设备、耦合通道，缺少任何一个要素，则电磁环境兼容性的研究也就失去了其意义。首先，电磁干扰源有两种类型，一种是自然因素引起的电磁干扰，如雷电、太阳风暴等，另一种则是人为因素制造的电磁干扰，如高频通信电磁波、电子干扰机等；其次，敏感设备是指一些工作状态受空间电磁信号影响较为明显的设备，其主要是由于电磁感应原理所导致的感应电流与感应电压存在；最后，耦合路径主要包括传导耦合干扰和辐射耦合干扰，传导耦合干扰是指干扰信号在相连网络中的持续传递，而辐射耦合干扰则是通过电磁感应的方式对敏感设备形成干扰。

2 电磁环境对舰载武器装备可靠性的影响

在实际应用过程中，受舰艇内、外电磁环境的影响，以及舰载武器装备的电磁环境适应性的不同，从而导致其可靠性也有所差异。因此，关于电磁环境对舰载武器装备可靠性的影响就需要具体问题具体分析。

2.1 舰载武器装备点火电路失效

对于大多数舰载武器装备来说，击发按钮已经由早期的机械式击发转变为电击发，因此，可靠的点火开关与电路设计就成为舰载武器装备成功击发的关键。然而，在复杂电磁环境下，点火电路中电子元器件的性能会受到不同程度的影响，继而导致舰载武器装备点火电路失效，无法正常击发。

2.2 舰载武器装备内部电磁干扰现象

对于某些舰载武器装备，其内部电路较为复杂，除低功率交流电、直流电以外，也会使用到大功率交流电，因此，由此带来的电磁干扰也不容忽视。以带有伺服电机的交流控制系统来说，伺服电机工作过程中会形成强大的电磁场，内部控制系统中的电子元器件均会受到不同程度的电磁干扰，尤其是一些感性元件所形成的感应电动势，存在削弱控制系统电流的可能，因此，舰载武器装备内部电磁干扰问题也成为舰载武器装备电磁兼容性设计过程中需要考虑的问题之一。

2.3 高频耦合干扰

舰载雷达与通信装备是高频耦合干扰的主要干扰源，尤其是大功率雷达、通信设备开机后，外部空间的电磁信号强度瞬间升高，分布于外部空间的舰载武器装备则极易受到多种路径下的高频耦合干扰，并直接或间接影响到舰载武器装备的可靠性。

例如，舰载搜索雷达开机的情况下，舰载武器装备的独立搜索雷达则无法正常使用，其主要原因是由于两种雷达体制相类似，极易形成高频耦合干扰。

3 舰载武器装备抗电磁干扰的策略

电磁干扰是针对舰载武器装备的软杀伤手段，除应对自身形成的电磁干扰以外，强化舰载武器干扰的电磁兼容性也是提升其战场适应能力的必然要求。由此，在舰载武器装备电磁兼容性设计过程中，就需要考虑到不同电磁环境对其形成的干扰，并采取科学的方法进行处置。

3.1 干扰源的电磁辐射管控

作为电磁兼容性问题产生的三大要素之一，针对干扰源的处理则侧重于对其电磁辐射进行有效管控，具体手段包括两种方式。首先，通过加装屏蔽罩、屏蔽网等方式，阻碍电磁辐射的泄漏，降低空间内的电磁信号强度；其次，改进舰载武器装备设计思路，利用若电磁辐射技术取代强电磁辐射技术，如使用交直流转换器与隔离设备减小噪声信号产生的电磁干扰。

然而，这里需要注意的是，在进行电磁辐射管控的过程中，对于加装屏蔽罩、屏蔽网的处置方式，需要做好接地处理，否则，强电磁环境会导致屏蔽罩、屏蔽网形成感应电动势，对舰载武器装备的可靠性存在着潜在威胁。

3.2 舰载武器装备电路设计的科学性

电路设计是预防电磁兼容性问题的重要前提，因此，为实现舰载武器装备电路设计的电磁兼容性，则需要做到以下几个方面。

第一，印制电路板的设计，需要对模拟电路和数字电路进行明确区分。

第二，对于电路设计中的高频数字信号线，应当尽量缩短信号线的长度，同时，电路中的主要信号线应当分布于印制电路板的中心位置，且高频数字信号线需要与电源线之间采取隔离措施。

第三，电路设计中的地线与电源线应当选择合适的宽度，随着电路板印制条宽度的增加，其对应的阻抗随之减小，在此情况下，电路中的干扰噪声则明显减少。

第四，舰载武器装备电路设计中的电子元器件应当选择贴片式，避免长管脚在复杂电磁环境下形成的感应电动势与感应电流，以确保电子元器件性能的稳定。

第五，为隔离来自于电源线的外部电磁干扰，在舰载武器装备电源接入部分则需要使用滤波电容，以保证供电品质达到要求。除此之外，为提升电路的可靠性，对于数字电路中接近电源端的部分应尽量采用钽电容，以获取最低的对地阻抗，使干扰电流能够顺利被隔开。

3.3 切断舰载武器装备的电磁耦合路径

从技术角度分析，舰载武器装备的电磁耦合路径较多，对此，主要方法是利用次屏蔽技术和接地技术抑制耦合路径的形成。首先，根据舰载武器装备对电磁环境的适应性，为其设计满足要求的金属屏蔽罩，屏蔽罩的材料、厚度应满足设计要求；其次，针对舰载武器装备设计中的接地部分需要严格遵守“一点接地”原则，避免“多点接地”在系统内部形成接地回路，这是由于接地回路与电磁场切割会再次形成感应电动势，继而对舰载武器装备的可靠性造成影响。

4 结束语

舰载武器装备的可靠性直接关系到水面舰艇的综合作战能力，在舰载武器装备电子信息化水平不断提升的同时，强化以抗电磁干扰能力为核心的舰载武器装备可靠性研究就显得尤为重要。除现阶段普遍使用的次屏蔽技术以外，根据电磁干扰形成的三要素，还可以从电磁干扰耦合路径进行着手，优化电路设计，从而实现对舰载武器装备更加全面的电磁防护。