全面剖析雷達電路的電磁干擾和EMC設計

　　現(xiàn)代雷達對信號頻譜質量的要求越來越高，并要求雷達能在惡劣的電磁干擾環(huán)境中可靠工作，這就對雷達電路系統(tǒng)的抗電磁干擾能力和電磁兼容設計提出 了更高的要求。由于雷達信號的寄生輸出，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)的結構設計、工藝設計及信號傳輸匹 配等有關，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、設計正確外，還必須注意以下幾點。

　　a、采取電路合理接地、電路之間去藕等有效措施，抑制一切無關信號。

　　b、裝配設計、電路布局及排列等必須正確合理。

　　c、應采用先進的工藝設計。

　　d、加強單元電路和電纜之間及電路系統(tǒng)之間的屏蔽隔離。

　　電路系統(tǒng)的電磁兼容分析與設計

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

　　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，可控硅調壓產(chǎn)生的尖脈沖，開關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)進行細心的電磁兼容設計。

　　a、對電源變壓器加屏蔽、隔離措施。每只電源變壓器都應在初次級之間加靜電屏蔽，以隔離初級電網(wǎng)串進來的干擾。重要電源還應對整個變壓器加罩高導磁材料進行磁屏蔽，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可靠接地。

　　b、電源變壓器要盡可能遠離電子電路，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，若同時有模擬電路和數(shù)字電路時，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，正確接線及鋪設電纜。選用恰當?shù)拇牌帘尾牧虾碗姶牌帘尾牧?，同時必須兼顧尺寸、重量和成本。

　　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方面。一是信號通過傳輸線時，在其周圍產(chǎn)生電磁場，這些電磁場會在周圍的導體中感應出電流，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、加強傳輸信號的匹配、隔離，使信號的輸入、輸出均有匹配網(wǎng)絡，適當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，也應采取抑制措施。因為普通的放大器、倍頻器、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。因此，必要時應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。

　　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。

　　在電路系統(tǒng)中，一般應把模擬信號地，數(shù)字信號地和噪聲地分開，有些系統(tǒng)還要單獨設屏蔽地。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)射機等。這幾種地線在電路系統(tǒng)中不應混淆相連，使它們在系 統(tǒng)外單點相接與大地相連。

　　電路工藝及結構方面的電磁兼容設計

　　電磁兼容不能只看成是電路設計人員的事，還必須由工藝和結構人員配合，才能共同完成合理的設計。因為不論是接地線的設置，電纜走向安排，還是電子組合的屏蔽體設計，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構問題。

　　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，輻射及傳導效果，這是工藝方面的問題。下述幾個問題設計時應加以注意。

　　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。尤其對周期性脈沖信號電路，最好讓它起止于同一個功能塊內，即組裝在同一屏蔽盒里。

　　b、數(shù)字電路與模擬電路必須分開組裝，相互間的連接應加以隔離，必要時可用光電耦合器件將它們完全隔離。

　　c、傳輸高穩(wěn)定信號的電纜，必要時給電纜再加屏蔽套，或選用半剛性電纜和剛性電纜。

　　d、電路和元器件排列應合理，不要使信號迂回，盡量減小輸出輸入及各種情況上的相互耦合。

　　e、盡量選用平面安裝電路，不要大面積接地，它對電磁場的輻射抵制優(yōu)于立體電路，可大大降低場輻射。

　　f、特別注意噪聲電路，噪聲元器件的裝配位置，處理了它們的地線，例如：繼電器、電源變壓器、高功率大電流器件及高壓脈沖電路等等。

　　g、不要在屏蔽體上安裝大功率、大電流元件，防止它們的返回電流通過屏蔽體產(chǎn)生不必要的耦合干擾。