舰载通信装备电磁兼容问题及对策

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1、舰载通信装备电磁兼容问题及对策　　摘要随着舰船航行距离与航行时间的不断增长，对通信的要求越来越高，在推动舰船信息化水平不断提高的同时，也使得舰载通信装备的种类与数量不断增长。舰载通信装备的丰富在给舰船通信带来便利的同时，却也不可避免地造成了电磁兼容问题，装备相互之间的干扰严重影响了通信装备的正常工作。本文主要针对舰载通信装备的电磁兼容问题进行了分析与研究，并对其解决措施进行了简要的阐述。　　【关键词】舰载通信设备电磁兼容电磁干扰　　1引言　　随着信息技术的不断发展，人们对电磁波的使用越来越频繁，手机通讯、导航、雷达等辐射的电磁波导致电磁环境变得

2、越来越复杂。当有限的空间内存在大量电磁设备同时运行时，将导致严重的电磁干扰现象，影响设备的正常运行。随着舰船信息化水平的提升，舰载通信设备的种类与数量日益增长，在有限的舰船空间中产生了严重的电磁兼容问题，影响了舰载通信装备的正常工作，对舰船的安全具有不利的影响。针对舰载通信装备的电磁兼容问题，本文主要研究分析了其产生原因，并对其解决措施进行了简要的阐述。　　2舰载通信装备的电磁兼容问题分析　　随着舰船信息化水平的提高，电磁设备得到了广泛的应用，雷达系统、导航系统、通信系统等各类电磁设备都需要产生、接受电磁信号。在舰船有限的空间中，大量电磁设备的

3、天线密集分布，且频谱分布较为拥挤，加之大量成束电缆的敷设，都有可能造成设备间的电磁干扰，影响装备的正常运行。除了自身电磁装备间的相互干扰外，电磁兼容问题还与舰船所处的电磁环境密切相关，随着海洋电磁环境的日趋复杂以及舰船编队航行等，来自舰船外部的电磁干扰也变得越来越严重。　　通信设备作为舰船重要的电磁设备之一，负责舰船与外部的通信与联络，对舰船的安全航行有着重要的意义。舰船通信的方式较多，从微波通信、卫星通信再到激光通信，一方面其电磁波谱段几乎覆盖全部频谱范围，另一方面其辐射功率一般较大，因此其容易受到电磁兼容问题的影响。电磁兼容问题的产生需要具

4、备干扰源与耦合路径两个必要成分，因此本文主要从这两方面对舰载通信装备电磁兼容的产生进行分析。　　2.1干扰源分析　　在舰船复杂的电磁环境中，可以产生电磁干扰的信号源种类繁多，主要可以分为自然界干扰源与人工干扰源两大部分。自然界干扰源主要包括雷电以及船体静电等，一般与舰船所处的地理与气候环境密切相关；人工干扰源主要包括舰载的各类电子设备以及外部设备，舰载设备不仅包括雷达系统、导航系统等发射电磁波的设备，还包括电机等机电设备，其在正常运行时也可能产生宽频谱范围内的电磁辐射，而外部干扰源主要包括附近海域其他舰船等。　　2.2耦合路径分析　　除了干扰源

5、外，电磁干扰的产生还需要具备耦合路径。一般来说，舰载通信装备主要采用无线通信方式，因此无线传导是其最主要耦合路径；其次各类舰载设备都需要与电源相连接，一些设备运行产生的高次电流谐波将通过电源线传导至其他设置，形成了耦合湖经；另外成束的电缆中由于信号传输线路将会在周围空间中产生电磁场，因此平行的导线将会产生串扰现象，也形成了电磁干扰的耦合路径。　　3舰载通信装备电磁兼容解决措施　　根据对电磁兼容问题产生原因的分析，解决舰载通信装备电磁兼容问题主要可以从降低干扰源的辐射，切断耦合路径以及提高通信装备抗干扰能力等几个方面入手，具体来说主要可以分为优化

6、设备结构、设备布局以及系统原理等三个部分。如图1所示。　　3.1设备结构优化　　舰载设备的外壳不仅起到支持固定的作用，在另一方面也起着屏蔽电磁信号的作用，通过对外壳材质及结构的优化处理，能够大大增强设备对外部电磁干扰的屏蔽效果。　　3.1.1材质选择　　不同的材质对电磁信号的屏蔽特性各不相同，因此应当根据实际舰载通信设备的工作环境，针对待屏蔽信号的特性选择相应的材料作为屏蔽体，屏蔽电场时选择电导率较高的材料，屏蔽磁场时则选择磁导率较高的材料。在常见金属材料相对电导率与相对磁导率中，金的相对电导率最高为1.7，银为1.05；钢的相对磁导率最高为1

7、000，其它均为1。　　3.1.2结构优化　　在选定外壳材质后，通过对其结构的优化，也能进一步提高其屏蔽效果。一般来说，在装备四周分别采用接地导体进行屏蔽才能够实现最佳的屏蔽效果，但在舰船环境中不可实现。另一方面，考虑到为了便于对舰载通信设备进行散热、观测及调试，一般其屏蔽外壳多留有口径，通过孔径的合理布置，能最大化外壳的屏蔽效果，同时与开槽相比，同等散热效果下孔径的屏蔽效果要明显更优。　　3.2设备布局优化　　除了在设备外壳设计中要考虑电磁兼容问题，在舰载设备的布局设计中，也要充分考虑不同设备间可能存在的电磁干扰问题，合理地布置通信装备，同时

8、还需要对天线等进行特殊处理以减少耦合路径。　　3.2.1设备的合理布局　　由于舰船的空间有限，不同装备的布局十分重要，一般来说为了减少不同装备间的电磁