1,、引言

　　現(xiàn)代雷達對信號頻譜質(zhì)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(jié)構(gòu)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。

　　2、電路系統(tǒng)的電磁兼容分析與設計

　　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,，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,。

　　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希瑫r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,。克服傳輸引起的干擾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(nèi),。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,。

　　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,。

　　3,、電路工藝及結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(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(nèi),，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。

　　4,、屏蔽設計

　　在電磁兼容的設計中,，屏蔽體設計是非常重要的一個方面。屏蔽是抑制一切無關信號的重要手段,，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,，應該在設計初始階段就全面加以考慮。

　　屏蔽方法：將一塊金屬板置于兩個被屏蔽的電路中間,，并使各金屬板與地作電氣連接,，如圖l所示。這樣從一點發(fā)出的電力線均被屏蔽板擋住,，即起到靜電屏蔽作用,。

　　也可作成屏蔽罩，如圖2所示,，也能獲得好的屏蔽效果,。由圖2看出，A點的電力線也達不到B點,，因此也能起到良好的靜電屏蔽作用,。

　　加大A、B距離,，以減小雜散電容,，也可減弱電容禍合作用，但這種方法受到體積限制,，一般無法采用,。特別要注意靜電屏蔽體與地之間的接觸必須良好，若接觸不好,，屏蔽體與地之間將有電位差,，影響屏蔽效果。因此要求屏蔽盒應作導電防腐處理,，所用螺釘,，鉚釘?shù)裙潭ú灰颂。M量使電接觸良好,，減小接地電阻,，減小接地電感。

　　4.2磁屏蔽

　　電流在導線中流動,，流過電感線圈和變壓器時,，其周圍產(chǎn)生磁場，磁場通過電路中的互感來傳播,，電流產(chǎn)生的磁力線,，通過互感在其它電路中感應出電壓。

　　尤其在3KH：以下的低頻條件下,，主要干擾影響是由磁場引起的,，但解決磁屏蔽往往既昂貴又困難。在雷達中,，磁屏蔽主要針對電源變壓器和高壓調(diào)制器,。一般低紋波電源的變壓器常都采用坡莫合金加以屏蔽,，否則達不到良好效果。

　　4.3電磁屏蔽

　　任何一種交流電路都會產(chǎn)生交變的電場和磁場,。電磁屏蔽與電磁場的性質(zhì),、變化頻率、及輻射源和受感器之間的距離等有關,。在雷達電子電路系統(tǒng)中,，工作頻率一般都較高,，在IKHz以上,，一般可選用鋁為電磁屏蔽材料。用切削工藝制成的鋁屏蔽盒,，對300MHz信號屏蔽隔離可達100dB以上,。當頻率在］KHz以下，主要對磁場進行屏蔽,，應選擇高導磁率的材料,。

　　在電子電路系統(tǒng)中，為了內(nèi)部走線及取出放置電路方便,，給屏蔽組裝盒加有蓋板,，有時為了通風、散熱等需要,，在屏蔽板上打孔,，開縫，造成屏蔽體出現(xiàn)間斷點,，引起信號泄漏,，形成干擾，設計者應認真考慮,。正確排列元件的位置,，使縫和孔不要切斷感應電流，必要時可將孔改用截止波導管,，使孔輻射進一步削弱,。

　　4.4屏蔽組裝設計

　　除了屏蔽設計以外，組裝技術也很重要,，尤其是對射頻系統(tǒng)的組裝,，更應細心設計。

　　一般應注意下面幾點,。

　　a,、內(nèi)部電路的屏蔽設計，應能防止電子線路自身的射頻能量泄漏,，同時也防止外界電磁能量對它的影響,。

　　b,、采取措施，防止電路級與級之間不必要的反饋和禍合,。

　　c,、對電源加濾波去鍋措施，衰減抑制射頻信號在電子組合內(nèi)部和電子組合與組合之間傳導,。

　　d,、射頻接地電阻越小越好。

　　當然還必須兼顧體積,、重量,、成本等方面的要求。

　　當電路之間對寄生場的衰減要求較高時,，用組裝盒結(jié)構(gòu)形式較好,，它可作成單隔離室形式，也可設計成多個隔離室形式,，即一個屏蔽盒,，內(nèi)分幾個隔離室，這樣的組裝盒對靜電場和電磁場均有較好的隔離,。制造組裝盒的材料最好選用鋁,，它既便宜又輕，對雷達的電路系統(tǒng),，隔離效果一般都很好,。

　　在裝配這些屏蔽體時，常遇到長縫泄漏,，對此應采取必要措施,，使長縫上能有許多接觸點?？捎迷黾勇葆?，加設彈性片和加襯導電襯墊等措施。但是這樣作一定要注意防腐蝕,，尤其電化防腐蝕,，否則不能長期保持滿意的效果。

　　還應考慮射頻導線的干擾,，合理選取傳輸信號的幅度,，正確安排系統(tǒng)電纜走向，脈沖信號線,。交流信號線相互不應綁在一起,，尤其大幅度的脈沖信號，與高純度的信號在傳輸時應嚴加區(qū)別,。

　　總之,，屏蔽設計是一項較為復雜的設計,，它不僅需要機械設計知識，還必須熟悉所涉及的電尸各和多方而的知識,。