浅析航天器电磁干扰及控制措施

张锴 崔峪霖 黄喆 宋锦瑞

摘要：航天器使用对于使用环境具备较高要求，在使用过程当中航天器容易受到周围电磁环境，影响导致航天器因此出现故障和使用不灵敏情况。本文主要分析在航天器使用过程当中产生电磁干扰的各个系统，分析产生电磁干扰方式，并且针对各项因素提出相关的控制措施，有效减少电磁干扰对于航天器使用的影响。

关键词：航天器;电磁干扰;控制

电磁干扰（EMI）指的是由人为制造产生或者天然就有的电磁信号扰动，电磁干扰或破坏航天器电子设备的工作水平，导致电子设备失灵或者故障，影响航天器的使用，航天器承担着制导和运载火箭各项指令的重要责任，在火箭运行过程当中会记录和收集大量的实验数据航天器使用功能出现障礙，会直接影响设计人员对于火箭运行状况的判断，导致航天火箭运行过程当中出现危险。为了有效的控制和减少电磁干扰对于航天器的影响，需要严格的控制和规范电磁设备的使用。

1航天器电磁干扰方式

航天器电磁干扰来源主要分为内部和外部两种，外部来源指的是地球上飞机或者其他航天器当中所发射出的电磁干扰信号，内部来源主要指的是航天器自身的系统和部件当中具备的尖脉冲。航天器电磁干扰方式主要是以传导和辐射方式从源头传播到航天器系统当中。

1.1传导干扰

航天器由众多的电路元件组成，电路元件虽然能够稳定有效传导信息，但是在使用过程当中可能会产生各种噪声电压和电流，各个元件接触工作的连接处都有可能会出现电磁干扰，电磁干扰产生以后会直接传入整体运作系统当中，破坏系统的正常运行，导致系统性能下降。电路元件传导干扰的主要途径是通过电缆和直接电连接进行传导，由于电缆在传达过程当中会应用工作信号方式进行信息传递，不过能够准确分别干扰信号和有用信号，多个信号会一同进行传输，干扰信号和有用信号在共用同个电路的情况下会产生电路内部的阻抗耦合。在这种情况下，电路之间的电流会因为信息而产生电压差，影响其他连接电路的稳定性。其次在高压电路当中还有可能产生电容耦合，稳定的电流在运行过程当中会产生更多的干扰电压，高频大功率电流能够产生较强的干扰脉冲，更容易造成电磁干扰。

1.2辐射干扰

辐射干扰指的是部分电路元件存在一定的缺陷，导致电路元件连接和应用过程当中产生噪声电压，这些干扰信号会通过电缆传接和辐射的其他的设备元件当中，比如辐射干扰经常会影响二极管和三极管，导致电路当中出现干扰信号与合成信号融合频率，破坏航天器电子设备正常性的。

2电磁干扰的控制措施

2.1控制电磁干扰源头

针对外部信号源头可以采用更换兼容信号产生方法，尽量使用线性电路保证各项信号传输频率的稳定性，加强各个功能源频率控制。针对内部信号源头可以从提高各个接触电板的接触水平开始，应用接触法消除不同器件连接处之间的电弧，同时为了保证信号传输的效率和频率，应用屏蔽法隔绝和降低有害信号，近期检查各个元件的接触和使用状况，针对部分出现老旧和破坏的元件进行更换，减少旧原件所造成的电磁干扰。

2.2保护敏感设备器件

干扰信号能够通过互相之间的感应交流耦合在某个特殊的电感器上，航天器当中的不同点关系都有可能成为干扰信号通过的途径，在电感器接受其他电路元件的过程当中，电感器所具备的干扰电池也会影响其他电感器的正常电流。针对各个元件电磁干扰的屏蔽方法通常是考察干扰信号来源，尽量屏蔽干扰途径，干扰途径与系统故障频率有所直接关系，干扰途径越多，系统的故障频率也更高。常见的干扰信号途径主要有电源线，连接电缆，天线，不密封盒子。为了有效隔绝电磁干扰对于航天器的影响，需要对各个航天器器件进行保护和控制。针对继电器可以设置专用的保护盒子，尽量保证盒子的密封，减少电磁信号的传播，达到有效隔离电磁信号的目的。继电器会与部分固态电路连接其他的灵敏电子元件也容易受到继电器的影响而出现故障，因此可以针对其他的电子部件采用信号接地保护，通过将信号基地减少电流的流转，应用低阻抗回路，减轻信号回路电压，避免低频磁场对电路信号进行干扰。导体是航天器使用过程当中连接的重要途径，导体置于电场当中会受到磁场影响产生电动势，增强导体自身对于其他事物的电磁干扰信号，为了有效屏蔽导体干扰信号可以采用双线搅和方法，降低导体灵敏度，使得导体对信号感受的灵敏程度下降，达到屏蔽要求。电子管包括光电倍增管，光电摄像管，高增益，电磁管等等电子管容易受到周围信号影响，对于电磁感染具备高度的敏感性，当电子管中出现干扰信号时，干扰信号会与正常信号一起出现放大，为了有效屏蔽电磁信号，可以在电子管电路上采用屏蔽线，或者采用陶瓷管，提高电子管对于多种恶劣环境的适应能力，减少电磁信号的干扰。半导体与集成电路是支撑航天器运行和信号传输的重要器件，如果信息传输过大会造成相关器件瞬间过载，导致半导体器件因此出现损坏情况，此时电磁信号的出现会改变整体集成电路的正常工作状态，为了避免电磁干扰还需要再半导体和集成电路的连接处和引线处加入一定的组件外壳过滤电源和线路上的电磁干扰，同时在相关电路周围加入电压调节器，有效避免电压过载，保护半导体和集成电路。

2.3控制电磁干扰途径

最为常见和最为高效的电磁干扰控制方法主要是接地，通过在不同电路之间建立电流通路，有效保证系统当中各个连接部分的电位处于同一个水平，避免部分集成电路因为突然增大的电磁能量而出现故障和损坏。在接地工作过程当中，首先需要把航天器系统当中的各个结构部件保持在同一参考电位，同时将各个结构部件分别接地在一个平面上。接地系统建设过程当中，为了有效发挥系统对于电流的分散保护作用，需要注意尽量选择比地高的电位进行接地，尽量减少对于接地电路电缆的屏蔽，因为一旦屏蔽会导致相关设备无法有效发送能量，引起电磁干扰作用衰退，导致设备工作异常。

3结语

综上所述，为了减少电磁干扰对于航天器使用的影响，进一步规范航天器电子设备的信息和管理本文，针对航天器在设计和使用过程当中出现的电磁干扰问题进行分析研究，阐述了航天器电磁干扰的方式为传导干扰和辐射干扰，从不同干扰角度分析有效隔绝干扰的方法，从而进一步分析航天器电磁干扰的控制措施。通过控制电磁干扰源头，保护敏感设备器件，控制电磁干扰途径，有效的增强航天器电磁干扰水平，为更多的航天器使用提供支持和帮助。

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