雷達(dá)電路系統(tǒng)的抗電磁干擾和EMC設(shè)計(jì)

　1引言

　　現(xiàn)代雷達(dá)對信號頻譜質(zhì)量的要求越來越高，并要求雷達(dá)能在惡劣的電磁干擾環(huán)境中可靠工作，這就對雷達(dá)電路系統(tǒng)的抗電磁干擾能力和電磁兼容設(shè)計(jì)提出了更高的要求。由于雷達(dá)信號的寄生輸出，除了在信號變換等過程中產(chǎn)生外，還與系統(tǒng)外部的干擾、電路之間的干擾，電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)及信號傳輸匹配等有關(guān)，所以要研制滿足電磁兼容要求的電路系統(tǒng)，除了方案合理、設(shè)計(jì)正確外，還必須注意以下幾點(diǎn)。

　　a、采取電路合理接地、電路之間去藕等有效措施，抑制一切無關(guān)信號。

　　b、裝配設(shè)計(jì)、電路布局及排列等必須正確合理。

　　。、應(yīng)采用先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)。

　　d、加強(qiáng)單元電路和電纜之間及電路系統(tǒng)之間的屏蔽隔離。

　　2電路系統(tǒng)的電磁兼容分析與設(shè)計(jì)

　　用高質(zhì)量的單元電子電路組成電路系統(tǒng)，完成某種功能時(shí)，除了系統(tǒng)方案的正確，電磁兼容設(shè)計(jì)也是十分重要的。尤其對現(xiàn)代雷達(dá)中的高穩(wěn)定信號系統(tǒng)和一些復(fù)雜電路系統(tǒng)以及工作在惡劣電磁環(huán)境中的電路系統(tǒng)，電磁兼容設(shè)計(jì)就更為重要。下面將詳細(xì)分析電路系統(tǒng)的電磁兼容間題，并提出有關(guān)的實(shí)施措施和方法。

　　2.1電源系統(tǒng)的電磁兼容

　　電源系統(tǒng)方面的干擾有三種形式:第一種是系統(tǒng)外部的干擾串入，如由交流電網(wǎng)進(jìn)來的干擾及干擾磁場等引起的干擾信號;第二種是系統(tǒng)本身產(chǎn)生的干擾信號，例如整流濾波后的波紋干擾，可控硅調(diào)壓產(chǎn)生的尖脈沖，開關(guān)電源引起的高頻脈沖，高頻電源的泄漏及穩(wěn)壓管產(chǎn)生的噪聲等等;第三種是系統(tǒng)連線上的場干擾信號。要抑制或削弱這些干擾信號必須對電源系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)心的電磁兼容設(shè)計(jì)。

　　a、對電源變壓器加屏蔽、隔離措施

　　每只電源變壓器都應(yīng)在初次級之間加靜電屏蔽，以隔離初級電網(wǎng)串進(jìn)來的干擾。重要電源還應(yīng)對整個(gè)變壓器加罩高導(dǎo)磁材料進(jìn)行磁屏蔽，抑制變壓器磁場及外界磁場引起的干擾。這些靜電隔離和磁屏蔽體均應(yīng)可靠接地。

　　b、電源變壓器要盡可能遠(yuǎn)離電子電路，以便使電源頻率的干擾及交流電源磁場的干擾降到最低水平。

　　c、電路系統(tǒng)中，若同時(shí)有模擬電路和數(shù)字電路時(shí)，則必須分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。防止數(shù)字電路中上升時(shí)間很快的瞬態(tài)過程通過電源影響模擬電路。

　　d、合理組裝電路，正確接地，正確接線及鋪設(shè)電纜。選用恰當(dāng)?shù)拇牌帘尾牧虾碗姶牌帘尾牧?，同時(shí)必須兼顧尺寸、重量和成本。

　　2.2信號傳輸系統(tǒng)的電磁兼容

　　信號傳輸過程中的干擾主要有兩個(gè)方面。一是信號通過傳輸線時(shí)，在其周圍產(chǎn)生電磁場，這些電磁場會在周圍的導(dǎo)體中感應(yīng)出電流，形成干擾信號;二是信號在傳輸過程中，一般都有反射，反射信號串入其他電路形成干擾信號?？朔鬏斠鸬母蓴_一般可采取下列措施。

　　a、加強(qiáng)電磁屏蔽，對不同頻率，不同類型的單元電路分別組合屏蔽可減小相互的影響。

　　b、加強(qiáng)傳輸信號的匹配、隔離，使信號的輸入、輸出均有匹配網(wǎng)絡(luò)，適當(dāng)增加隔離級以降低反射干擾。

　　c、抑制一切無用信號，即使落在電路頻帶外的信號，也應(yīng)采取抑制措施。因?yàn)槠胀ǖ姆糯笃鳌⒈额l器、混頻器和分頻器中均有非線性存在，都可能把帶外信號變換到電路的有效頻帶范圍內(nèi)。因此，必要時(shí)應(yīng)增加各種濾波器以抑制無用信號。

　　d、合理布線、合理排列電路。印制板上的傳輸線，既可能成為發(fā)射天線，也可能成為接收天線，因此，必須對它們合理布置，并盡量縮短其長度，以降低它們的相互干擾。

　　2.3地線系統(tǒng)的電磁兼容

　　作為電路系統(tǒng)的地線，首要的任務(wù)是必須接觸良好，盡量減少接地電感及接地電阻。

　　使地電流少鍋合，減小相互感應(yīng)。

　　在電路系統(tǒng)中，一般應(yīng)把模擬信號地，數(shù)字信號地和噪聲地分開，有些系統(tǒng)還要單獨(dú)設(shè)屏蔽地。模擬地用于模擬電路和它們的電源;數(shù)字信號地用于數(shù)字電路和它們的饋電電源;噪聲地用于交流電源變壓器的靜電屏蔽及變壓器屏蔽、交流供電線的屏蔽和發(fā)射機(jī)等。這幾種地線在電路系統(tǒng)中不應(yīng)混淆相連，使它們在系統(tǒng)外單點(diǎn)相接與大地相連。

　　3電路工藝及結(jié)構(gòu)方面的電磁兼容設(shè)計(jì)

　　電磁兼容不能只看成是電路設(shè)計(jì)人員的事，還必須由工藝和結(jié)構(gòu)人員配合，才能共同完成合理的設(shè)計(jì)。因?yàn)椴徽撌墙拥鼐€的設(shè)置，電纜走向安排，還是電子組合的屏蔽體設(shè)計(jì)，電子組合的排列及變壓器的放置位置，和各種材料的選擇等都屬于電子結(jié)構(gòu)問題。

　　而屏蔽體的加工，印制板的制遣，電路的裝配等將直接影響屏蔽，輻射及傳導(dǎo)效果，這是工藝方面的問題。下述幾個(gè)問題設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意。

　　a、合理劃分、組合單元電子電路，使它們按其功能組合成不同的功能塊電路。尤其

　　4屏蔽設(shè)計(jì)

　　在電磁兼容的設(shè)計(jì)中，屏蔽體設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)方面。屏蔽是抑制一切無關(guān)信號的重要手段，一般可分三種類型:靜電屏蔽、磁屏蔽、電磁屏蔽。

　　4.1靜電屏蔽

　　空間任何兩個(gè)帶電物體均可產(chǎn)生靜電場，其中一方電壓的變化必定會引起另一方的變化，產(chǎn)生靜電禍合。靜電藕合的機(jī)理是通過電路之間存在的電容拙合作用引起的。

　　克服靜電荊合最好的方法是利用金屬板作靜電屏蔽體。把受干擾的兩個(gè)源用金屬板隔離開，或者把電路上的所有元器件安裝在金屬板的一邊，如同表面安裝電路那樣，可獲得良好的靜電屏蔽。具體的屏蔽方法，尤其對雜散電容禍合作用的屏蔽，應(yīng)該在設(shè)計(jì)初始階段就全面加以考慮。