1.6 装甲车辆电磁性能控制计划

装甲车辆所在的地面电磁环境是有用信号和无用发射相结合的结果,其中包括大量频率、周期、振幅和能量各不相同的波形,这些波形能干扰地面平台及其相关系统的正常功能。装甲车辆电磁性能控制应该从系统的角度出发制定EMC控制方案,涉及的技术领域包括EMC、EMI预测分析技术、屏蔽技术、接地和搭接技术、滤波技术、消隐技术、频谱管理工程、天线的布置、电磁信息泄漏控制、指挥/控制/通信和情报(C3I)系统的EMC控制技术等。其控制方法主要采用问题解决法、标准规范法、系统设计法及应用环境探索法。

EMC控制方案应包含产品研制、试验和使用的全过程,其中EMC需求和设定应用场景应在顶层文件中提出,如用户需求文档、系统需求文档(任务书)或标书。研制者提出的控制方案的文档应当包括系统级完整的控制策略并根据EMC总要求将策略分配和贯彻到分系统和设备级中。如果存在特殊设计需求(如强电磁干扰)应该专门提出。装甲车辆的电磁兼容性不追求系统内某个性能的优化,而是追求达到战术技术要求的总体兼容,考虑车载系统的协调和综合权衡。

1.6.1 系统控制计划要求及应用说明

在系统研制的不同阶段,电磁干扰控制运用的方法和程序是不同的。其中方案、设计、样机、测试和适应性运行(鉴定)等各个阶段均可为实施电磁兼容性工程提供一定的机会。最初的方案阶段是提供最佳效费比的机会,而最终的运行阶段所能提供的机会最小。系统控制计划的内容取决于其功能和组成的复杂程度,在项目初期应该首先定义其组成和要求,如军用车辆平台/系统/设备、设计目的、界面、信号/数据、时钟和结构图等,通过分析电气和电子设备的研制制造过程,分别制定与设备、系统的复杂程度匹配的控制方案和控制计划,通常设备级的计划比系统级的计划更为复杂,并且要考虑可执行性。系统控制计划的技术制定是为最终满足合同的电磁兼容要求而制定详细文档的行为。

如果合同对特殊电磁环境有要求,控制方案和控制计划一般应当包括所有EM影响,例如EMP、ESD、RADHAZ、TEMPEST、LIGHTNING、MEMIC等,因为它们需要专门的防护方法和防护措施,并应将它们作为整体考虑。若某个部件或分系统不包括其中某项,应当给出合理的解释,例如安装在屏蔽车体内部。

1.6.2 管理和组织

为了有效贯彻EMC控制方案,建立EMC项目管理和组织机构是必要的。控制计划的这部分应当说明项目的组织、职责、权力和必要的控制方法,以提供一个有效的总体EMC控制策略。组织机构应当确定项目中关键人员的职位、任职资格等相关信息,包括任何EMC工作组中的相关成员资格。

对于大的项目,分系统(或承包商)需要选择建立独立的EMC控制方案对管理程序和EMC准则进行更加全面详细的叙述。电子产品EMC设计主要是从基本技术点的角度阐述,如屏蔽、滤波、接地、印制电路板(PCB)设计等方面,但对于一个大型系统,这些都是技术知识点、理论描述,关键是如何把这些电磁兼容知识与系统的要求和功能设计紧密结合起来,如何在系统研制过程中实现和实施。一个复杂的型号项目,其屏蔽结构、总体布置、频谱管理、电源、接地网络的设置相互紧密联系,因此管理相关信息和技术文件是非常必要的。

1.6.3 部件设计的EMC控制要求

(1)确定所设计的设备会处于什么样的EMC环境中;

(2)根据设备所处的EMC环境,考虑适用哪些EMC标准和满足哪些限值(超出基本标准要求);

(3)设备壳体的结构和材质(金属、镀金塑料或无屏蔽);

(4)供电电源的类型;

(5)所连接的外围设备类型和连接方式;

(6)对强电磁干扰防护的特殊需求;

(7)外部干扰时的设备失效判据;

(8)以往类似项目的试验数据和EMC经验;

(9)内部电缆、导线和接地应遵循的规范;

(10)外部输入/输出信号类型和安装位置;

(11)在设备的研制过程中需要哪些EMC试验(器件模块、PCB板级、设备级)。

1.6.4 复杂系统的控制计划要求

(1)收集与EMC有关的数据,主要包括战技指标要求和安装位置、详细的结构类型和拟安装的设备可实现的功能;

(2)利用结构布局和结构屏蔽性对系统进行EMC分区;

(3)规定特定EMC区域设备的有关发射和敏感度的限值;

(4)确定系统内的设计准则,如接地、屏蔽、滤波及内部布线;

(5)根据合同要求,确定设备分系统的EMC试验室要求;

(6)解决系统特殊要求和难题;

(7)根据系统级的EMC试验规范,进行系统的EMC试验。

控制计划的这部分应当说明项目通过使用何种技术和设计方法来达到电磁兼容性的目标。当设备被配置到一定的EMC环境中时,随着EMC风险估计的进展,设计方案也同步进展,进而使风险已知的设计策略也得以不断完善,最终得到相应的解决方案。