在军工电子设备领域,电磁兼容性至关重要。GJB151A-97标准是我国军用设备电磁兼容性的关键准则,全称为“军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求”,1997年发布实施,与之配套的GJB152A-97标准规定了测量方法。该标准的前身是1986年的版本,修订后对指标要求更严格。它涵盖19项EMC试验,不过不同的军用安装平台,试验项目有差异。像CE102、CS101等5项常是必做项目,舰船、飞机上的设备必做项目更多。
军工电子设备电磁兼容性有诸多特点。设备安装密集,空间狭小,电磁干扰突出;强弱信号共存,相互影响;频谱分布广泛,容易干扰周边设备;常共用电源和地线,增加了干扰风险;机电结构回旋余地小,后期进行EMC强化易与原有结构布局冲突。基于这些特点,设计时要着重关注电源、机箱屏蔽、电路设计和接地质量。
电源设计是关键。多项试验与电源直接或间接相关,具体对策包括做好电源输入端的屏蔽和滤波,使用隔离变压器,合理选择二次电源,以及对电源进行整体屏蔽。机箱电磁屏蔽也很重要,能有效防止空间电磁辐射,要保证屏蔽层导电连续,妥善处理机箱开口,选装合适的接插件,合理设计散热方式。电路设计方面,优先采用多层印制电路板和表面贴装元器件,根据实际情况选用传感器和传感信号放大器,强化有源器件的高频旁路。接地质量同样不可忽视,要正确选择接地点和接地方式,确保可靠接地。
在应对各项军标EMC试验时,有许多实用的达标技术。传导发射类试验,如CE101、CE102等,主要针对电源对环境的干扰,可通过隔离和滤波阻断干扰传导,如使用隔离变压器、电源滤波器等。传导敏感度类试验,像CS101、CS114等,测试设备对电缆传入干扰的敏感度,需要综合采用磁性元件、滤波器等措施抗干扰。辐射发射类试验中,RE102是重要项目,辐射多源于开关电源和晶体振荡器,可通过选用优质电源、屏蔽等手段降低辐射。辐射敏感度类试验里,RS103较难通过,要加强电源电缆屏蔽和机箱屏蔽。
以某通信设备为例,通过采用ZL110型航空铸铝制造机箱、优化电源设计、选用军标接插件、使用双绞双屏蔽线缆、采用4层印制电路板等措施,该设备顺利通过9项EMC试验,在复杂电磁环境中稳定工作多年。
总之,军工电子设备的电磁兼容性设计需要依据GJB151A-97标准,充分结合理论与实践经验,提前预估电磁干扰并采取有效对策,这样才能确保设计合理有效,保障设备质量和进度。