电磁兼容性设计的优化方案

1.顶层设计思路

外部电磁环境和内部系统组成的变化使得现代坦克的电磁兼容设计思路随之改变。一方面，电磁兼容性设计收到的约束不断增加，包括电磁环境、研制要求、任务剖面等。另一方面，涉及的内容越来越多，包括系统内兼容性、系统间兼容性、强电磁防护、复杂电磁环境适应性等。为了开展行之有效的设计，首先需要充分研究影响电磁兼容设计的各项约束条件。具体包括：

（1）梳理研制总要求，确定设计及试验所依据的电磁兼容标准。

（2）根据任务剖面分解系统所需满足的功能性能，并初步分解为满足这些要求所需的任务系统及设备。

（3）分析目标使用场景，梳理车辆可能面临的背景电磁环境和威胁电磁环境。

然后，基于以上信息，开展系统电磁兼容性设计，根据所处环境和设备特点，提出有针对性的电磁兼容试验项目、指标要求及试验方法。基于所处电磁环境特征，建立分级防护方法。从顶层系统划分的角度分割相互影响较大的分系统，建立布局布线规范，降低自兼容隐患。然后针对各重要分系统，如供配电系统、电驱动系统、通信数据链系统等，进行专项电磁兼容设计攻关。现代坦克典型电磁兼容性顶层设计思路如图8-16所示。

图8-16　现代坦克典型电磁兼容性顶层设计思路

随着现代坦克信息化和电气化程度的不断提高，车内的敏感设备和强发射设备不断增加，系统电磁兼容性设计变得更具挑战性。尤其是系统内存在多种电压体制时更是如此。因此，有必要在系统设计之初就考虑主要设备、分系统间的电磁耦合关系，从系统划分和顶层布局上进行分割和隔离，从源头上降低兼容性风险。

2.电磁兼容性设计方法

1）复杂电磁环境适应性设计

坦克车体是全金属材料，因此自身具有较好的屏蔽能力。为了保证新型坦克在复杂电磁环境下能够充分发挥效能，还需从以下方面加强设计。(www.zuozong.com)

屏蔽体上应减少机械不连接性，接缝处应保持电连续性，必要时采用电磁密封材料使门和活动面板的缝、孔洞的泄漏减至最小。显示窗口材料建议选用防电磁泄漏材料。活动门、窗从结构上充分考虑屏蔽设计，保持其电连续性，并且采取有足够压力的关闭措施，使其与金属框密闭。组装中的搭接优先使用焊接，必须使用螺钉或螺栓搭接时，可以考虑在搭接面填入导电密封橡胶。为车体及机箱屏蔽体内的装置安排地线时，不得将屏蔽体本身作为回路的导体；接地系统使用的接地母线或接地平板除了在一点接地外，其余部分应与屏蔽体绝缘。必须使机械的不连续性降至最小。所有连接处和平板金属的接缝必须在接口处保持良好的电连续性。外接电源应进行防雷电浪涌设计，加装防雷抑制器。天线安装基座需进行良好接地设计并且每根天线设有专门的接地线。

2）系统电磁兼容性总体设计

电磁兼容性设计的目的是抑制或消除潜在干扰源，控制辐射发射和传导发射；用屏蔽、接地、去耦滤波和空间隔离等方法阻断干扰传播途径；按规定的安全系数控制其敏感度，提高敏感部件的抗干扰能力。开展系统电磁兼容性总体设计时应特别注意布局布线设计、接地设计及电源设计，使各设备相互间的干扰最小。

3）布局布线设计

分系统和设备的总体布置尽可能考虑分系统和设备之间的电磁兼容性，使其相互间的耦合干扰最小。在空间狭窄难以布置的情况下，应尽可能让高压大电流电缆远离敏感设备，并与低压小信号电缆分开走线，防止串扰。对有数字信息传递的端口可考虑选用带有滤波措施的电连接器，安装时应保证设备与电缆之间的连接可靠，减小电磁泄漏。

电缆是电磁兼容设计的重点对象之一，应采用具有良好屏蔽措施的电连接器，并确保电缆和连接器之间连接牢靠，电缆屏蔽层与连接器屏蔽层应保证360°全方向连续接触。高压大电流电缆应额外加装防波套，防止电缆电磁辐射。对于低频信号电缆，应采用双绞线并对每根双绞线加装屏蔽和绝缘套管进行隔离，最后在双绞成对的每束电缆外加总屏蔽层。

布线时应对电缆按电压、电流和信号类型分类，同一类电缆放在一起组成电缆束，不同种类的电缆在布线时分开，不交叉重叠；当不可避免时以直角交叉。高压大电流电源电缆应尽量单独布线，远离信号电缆、低压电源电缆。电台的天线馈线应尽量单独布置，远离其他电源或信号电缆。传感器电缆应尽量单独布置。较长电缆（特别是高压大电流长电缆）的屏蔽层应与车体间多点接地，接地间隔应不大于50cm。

4）接地设计

系统接地质量对车内电磁环境影响较大。设计时需要考虑的因素包括接地线长度和接地方便程度。车体接地点和设备接地点的距离应尽可能近，同时两者之间不应有遮挡物。条件允许情况下采用地线汇流排，方便接地结构检修。

在装车过程中，需保证接地线与设备、车体接地点的电连续性良好，同时，还要保证连接可靠性，因为坦克运行过程中的冲击、振动可能减弱电连续性，增大搭接电阻。同时，条件允许情况下，应在车体设置多个地线汇流排，并使其相互平行，保证易敏感设备和强干扰设备能够使用不同的接地点。

5）电源设计

供配电网络是传播电磁干扰的重要耦合路径之一。电磁兼容性设计是电源系统设计的一项重要内容。在条件允许的情况下，高压配电和低压配电应设计为两个独立装置。条件不允许时，应向高低压综合配电装置设计人员提出分仓设计要求，尽可能减小设备内部高压模块与低压模块间的相互耦合。电源系统应采用双线设计，即地线与回线分开，避免用车体直接作为电源回线。电源线采用高编织密度屏蔽层，所有接插件要求有导电涂覆，安装时应确保电源线连接器与设备连接器构成360°端接。