军工复杂电磁环境及防护
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复杂电磁环境下的电子防御引言21世纪的战争是以电子信息为核心的高新技术综合战,电子信息贯穿战争的全过程,打破了常规战争的战略技术及作战方式,有效发挥人和武器装备的整体效能,对决定战争胜负起到举足轻重的关键作用,于是围绕信息的获取权与控制权而展开的对抗、争夺,已成为现代战争的核心。
电磁波作为信息获取的重要媒介和最佳载体,必将成为影响战争的主要因素之一。
信息化条件下,战场电磁环境的复杂性已超过了以往任何一个时代,电子对抗更为激烈和广泛,同时也给电子防御带来了更大的挑战,因此,深入探索研究复杂电磁环境下如何增强部队的电子防御能力,对打赢未来信息化条件下局部战争具有十分重要的意义。
以下是我对复杂电磁环境下的电子防御的一点浅显认识,本文主要介绍了三个部分的内容,首先大致介绍了复杂电磁环境的概念、形成以及对信息化战争的影响,之后引入了电子防御的概念、重要性和信息化条件下电子防御的特点,第三部分着重阐述了在复杂电磁环境的背景下如何进行有效的电子防御。
一、复杂电磁环境(一)概念复杂电磁环境,是在有限的时空里,一定的频段上,多种电磁信号密集、交叠,妨碍信息系统和电子设备正常工作,对武器装备运用和作战行动产生显著影响的战场电磁环境。
(二)复杂电磁环境的形成1、电磁应用活动是电磁环境形成的基础电磁应用活动是以电磁波辐射、传播、接收为基础的各类使用电磁波的军用、民用活动,以及科学实验与研究行为。
在电磁应用领域,将电磁波按频率或波长的顺序排列起来就构成了电磁频谱。
无线电波和光波,包括X射线等都是电磁波,只是频率或波长有很大不同。
70年代以来,光波通信和激光制导、测距等广泛应用于战场,拓展了战场电磁环境的范畴,尤其是大功率激光的运用,使战场电磁环境向更深层次发展。
2、电子对抗活动促使战场电磁环境向复杂演变通信对抗、雷达对抗、光电对抗是电子对抗最基本也是应用最为广泛的三个专业。
通信对抗是采用干扰信号或干扰噪音减弱敌方的通信能力,或施放假信号欺骗迷惑敌人的通信联络。
电磁辐射对舰载导弹的影响与防护措施随着科技的不断进步和发展,电磁辐射成为了现代战争中一种不可忽视的战争手段。
在现代舰载导弹的应用中,电磁辐射不仅对导弹本身造成影响,也对其控制系统和通讯系统产生不良影响。
对于电磁辐射对舰载导弹的影响以及相应的防护措施成为了目前研究的热点问题。
电磁辐射对舰载导弹的影响主要体现在导弹自身和导弹控制系统上。
1.导弹自身的影响电磁辐射对导弹自身可能造成的影响包括导引头和推进系统。
导引头是导弹的“眼睛”,接收目标信息并进行跟踪和制导。
而电磁辐射可能对导引头的敏感元器件产生干扰,影响其正常工作。
导弹的推进系统也可能受到电磁辐射的影响,导致推进系统失效或者不稳定,从而影响导弹的飞行精度和命中率。
2.导弹控制系统的影响电磁辐射对导弹控制系统也可能造成不良影响。
导弹控制系统包括数据链通讯系统、惯性导航系统和制导系统等多个子系统。
这些系统中的传感器、通讯设备和电子元器件都可能受到电磁辐射造成的干扰,导致系统失效或者工作不稳定,最终影响导弹的控制和制导能力。
二、电磁辐射防护措施针对电磁辐射对舰载导弹可能造成的影响,研究人员提出了一系列的防护措施,以保障导弹的正常工作和战斗效能。
1.导引头干扰抑制为了保障导引头工作的稳定和可靠,可以采取一系列措施来抑制电磁辐射对导引头的干扰。
通过加强导引头的抗干扰能力,如采用抗干扰能力强的传感器和信号处理器,并且优化导引头的结构和材料,提高其抗电磁辐射干扰的能力,以保证导引头能够正常接收和处理目标信息。
2.推进系统防护针对电磁辐射可能对导弹推进系统造成的影响,可以采取提高推进系统的抗干扰能力、优化推进系统的结构和设计、选用抗干扰能力强的材料等措施来保证导弹的飞行稳定和精度。
3.控制系统抗干扰4.防护与屏蔽在舰载导弹的设计和制造过程中,可以对导引头、推进系统和控制系统进行电磁辐射的防护与屏蔽设计。
通过在系统内部加入屏蔽措施和防护措施,以隔离电磁辐射的干扰,保障导弹的正常工作和飞行精度。
提升现役地面雷达阵地电磁兼容性的措施随着现代军事技术的发展,电磁兼容性已成为现役地面雷达阵地建设中不可忽视的重要问题。
在面对电磁环境日益复杂和多样化的情况下,如何提升现役地面雷达阵地的电磁兼容性,成为了军事工程领域的一项重要挑战。
本文将针对这一问题,提出一些提升现役地面雷达阵地电磁兼容性的措施,以期为相关研究和工程实践提供参考。
一、电磁环境分析提升现役地面雷达阵地的电磁兼容性,需要对电磁环境进行充分的分析。
电磁环境是指地面雷达阵地周围的电磁场分布情况,包括自然电磁场和人为电磁干扰。
在实际作战中,地面雷达阵地所面临的电磁环境往往十分复杂,有可能受到雷达信号自身干扰、电磁干扰源的影响,甚至可能遭受敌方电子对抗等多方面的影响。
对电磁环境进行全面的分析,了解各种干扰源的类型、影响和强度,是提升雷达阵地电磁兼容性的第一步。
二、设计与选址在设计和选址过程中要充分考虑雷达阵地的电磁兼容性。
在雷达阵地的选址过程中,应尽量避开电磁干扰源和高强度电磁场区域,选择地势开阔、环境干净的区域,降低雷达受到外部电磁干扰的可能性。
在雷达阵地的设计过程中,要优化雷达天线和天线支撑结构的设计,选择合适的材料和工艺,减小天线辐射的副瓣和泄漏波,降低雷达发射对周围电磁环境的影响。
雷达设备的作战指挥中心、通信设备等相关设备的选址与设计也要注意电磁兼容性,尽量减少设备与设备之间的电磁干扰。
三、技术手段的应用为提升现役地面雷达阵地的电磁兼容性,可以采用一些技术手段来进行综合防护。
可采用配套的遮蔽措施或电磁干扰抑制措施,通过加装电磁遮蔽罩、减小电磁目标特征等方式,减弱雷达所处环境中的电磁干扰源对雷达的影响,增强雷达的抗干扰能力。
还可以应用现代数字信号处理技术和频率选择性表面技术,对雷达接收机进行改进和优化,提高雷达对复杂电磁环境的适应能力和抗干扰能力。
四、电磁环境监测和管理在实际应用中,通过建立电磁环境监测系统,对雷达阵地周围的电磁环境进行实时监测和分析,有利于及时发现和预警周围的电磁干扰源,并采取相应的措施进行应对。
军工领域生态环境治理与保护技术研究随着科技的不断发展,军工领域的技术也与时俱进,但军工产业作为国家战略性产业,其生态环境影响也随之增大。
随着人们环保意识的提高,越来越多的人开始关注军工领域的生态环境治理。
军工领域的生态环境治理与保护技术研究已经成为了军工产业开发运营的一项重要任务。
一、军工产业生态环境影响军工产业在发展过程中,虽然为国家的发展做出了重大贡献,但由于其特殊性质,也有一定的生态环境问题。
军工生产所用的原材料和能源以及随之产生的废弃物和排放物,都会对环境造成一定的污染和影响。
首先,军工产业生产所需要的原材料所需要的开采和加工过程中,会产生大量的废弃物和污染物,例如:钢铁工业发电厂排放的工业废气和废水、排放物,对环境造成的影响十分显著。
同时,放射性物质的排放和废弃物处理也十分重要。
军事设施的开采和废弃物的处理以及有毒有害物质的处理也是难点。
其次,随着技术的不断进步,MY产业中电子、信息技术产业也越来越发达。
这些技术产品的制造和使用往往会产生大量的电子垃圾和电磁污染。
尤其在一些特殊用途设备的研制、生产和使用过程中,会产生降低生态环境质量的一系列影响。
二、军工领域生态环境治理技术为了解决军工产业的生态环境问题,我们需要开发一系列的生态环境治理技术。
以下是一些已经广泛应用的技术:1. 污水处理技术:主要是对生活污水、废水和工业废水进行处理,通过处理后使水质符合国家规定的排放标准,达到环保要求。
2. 废气治理技术:包括重金属治理、有机物治理、二氧化碳治理、氮氧化物治理、臭气治理等。
3. 有害废物的处理技术:可采用物理、化学、生物等方法,分别对不同种类的有害废物进行处理。
4. 建设环境信息化系统:通过智能化监控和管理系统,对军工企业的环境数据进行真实、准确和及时的监管。
5. 生态修复技术:发挥植被在生态系统中的作用,采用自然修复或人工修复的方式,实现生态环境的修复和保护。
6. 绿色能源化:可通过太阳能、风能、地能等绿色能源实现替代化石能源,并通过技术手段实现对环境资源的可持续利用。
谓战场电磁环境,是指战场空间内对作战有重大影响的电磁活动和现象。
信息化战场,构成复杂电磁环境的主要因素有敌、我双方的电子对抗,各种武器装备所释放的高密度、高强度、多频谱的电磁波,民用电磁设备的辐射和自然界产生的电磁波等。
这些电磁辐射体的共同作用,将给战场空间状态、时间分布、频谱范围和能量密度带来巨大影响,使战场电磁环境日趋复杂和恶化。
“空域”上纵横交错。
信息化战场,来自陆海空天不同作战平台的电磁辐射,交织作用于敌对双方展开激战的区域,形成了重叠交叉的电磁辐射态势,使该区域的任何一个角落,都被多种电磁辐射笼罩。
“时域”上持续不断。
信息化战场,围绕着电子侦察与反侦察、干扰与反干扰、摧毁与反摧毁的对抗持续进行,作战双方的电磁辐射活动持续来断,致战场电磁环境始终处于剧烈的动态变化之中。
“频域”上密集重叠。
受电磁波传播特性的限制,信息化战场,交战双方都将高密度地使用有限的频谱片断,这就使密集的电磁波拥挤在狭窄的频谱之中,大大增加了电磁环境的复杂性。
“能域”上复杂多变。
在作战的全过程,敌对双方都会根据作战目的和毁伤要求,频繁调控变换辐射能量的强弱及形式,如此一来,不仅可以更多、更远、更快地探测和传递电磁信息,还可以形成干扰、压制与欺骗,甚至达成毁伤效果。
复杂电磁环境如何影响武器装备性能复杂电磁环境对武器装备或生物体的作用效果称作电磁环境效应,国外一般称为E3问题。
信息化战争是在复杂多变的电磁环境中进行的,战场的电磁环境效应直接影响着武器装备战斗效能的发挥,决定着战场的生存能力。
从作用机理上看,复杂的电磁环境主要通过四个方面影响武器装备的战术、技术性能:热效应。
静电放电和高功率电磁脉冲产生的热效应一般是在纳秒或微秒量级完成的,是一种绝热过程。
这种效应可作为点火源和引爆源,瞬时引起易燃、易爆气体燃烧爆炸;也可以使武器装备中的微电子器件、电磁敏感电路过热,造成局部热损伤,导致电路性能失效。
射频干扰和“浪涌”效应。
复杂电磁环境对水面舰艇电子信息装备的影响及对策研究一、引言A.电磁环境对舰艇电子信息装备的重要性B.当前舰艇面临的复杂电磁环境C.本文的研究目的和意义二、电磁环境对水面舰艇电子信息装备的影响A.自然电磁环境对舰艇的影响B.人工电磁环境对舰艇的影响C.电磁环境对舰艇各种电子信息装备的影响三、水面舰艇电子信息装备应对复杂电磁环境的技术手段A.抗干扰技术B.电磁兼容技术C.电磁防护技术四、国内外对水面舰艇电子信息装备应对电磁环境的研究现状和发展趋势A.国内研究现状B.国外研究现状C.国内外同行业的预测发展趋势五、水面舰艇电子信息装备应对复杂电磁环境的集成保障方案A.集成保障方案需考虑的因素B.方案设计过程及其要点C.实施方案的关键技术和方法六、结论A.本文的主要研究贡献B.还需要进一步研究的方向第一章:引言随着现代战争形态的不断变革,电磁环境的复杂性愈加突出,水面舰艇面临的电磁环境也不断增强。
电磁环境直接影响水面舰艇的电子信息装备和作战性能,如通信、雷达、导航、火控、作战系统等,因此电磁环境对水面舰艇电子信息装备具有重要的意义。
如今,随着各国军事实力的竞争加剧,水面舰艇面临的电磁环境问题愈发深刻,对其电子信息装备的干扰和破坏也更加明显。
本论文旨在通过对复杂电磁环境对水面舰艇电子信息装备的影响及对策研究,以期解决这一问题。
本论文的具体研究内容包括:首先,分析现代水面舰艇面临的电磁环境问题,及其对电子信息装备的影响。
其次,总结现有的电磁环境监测技术和分析复杂电磁环境下的水面舰艇电子信息干扰和破坏机理。
然后,探讨应对复杂电磁环境的现有技术手段,包括抗干扰技术、电磁兼容技术和电磁防护技术,并对其使用效果进行评估。
另外,通过对已有研究的归纳和总结,分析国内外对水面舰艇电子信息装备应对电磁环境的研究现状和发展趋势。
最后,根据前面的分析和研究,提出关于水面舰艇电子信息装备应对复杂电磁环境的集成保障方案。
本文的意义在于,通过对水面舰艇电子信息装备与电磁环境相互关系的系统研究,对电子信息装备的干扰、破坏机理及其防护、保障等方面的应对策略进行全面总结,进一步提升水面舰艇电子信息装备的自我保护能力,增强其作战效能,在军事实战中取得更好的成果。
第1章绪论1.1 课题背景及意义任何作战行动都在一定的空间和环境中进行。
作战空间和作战环境是一个时代的科学技术、武器装备、作战方式和自然因素有机结合的产物。
当今时代,信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用,孕育了新的战争形态——信息化战争,信息化战争中,交战双方大量使用电子信息装备,不仅数量庞大、体制复杂、种类多样,而且功率大,在激烈对抗条件下所产生的多类型、全频谱、高密度的电磁辐射信号,以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰,造成在电磁信号时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠。
即信息化战争开辟了与陆海空天相并列的“第五维战争空间”——电磁空间,形成了与传统的社会、地理、气象、水文等并重的新的战场环境——战场电磁环境。
随着军队信息化进程的加快,战场电磁环境日益复杂,电磁空间的斗争空前加剧,并对军事活动产生着深刻的影响。
使得战场感知难、指挥控制难、支援保障难以及信息化装备作战效能难。
因此夺取制电磁权,成为夺取制信息权,进而夺取战争主动权的关键。
深入研究复杂战场电磁环境,对掌握信息化战争的主动权,打赢信息化战争具有重要意义。
1.2战场复杂电磁环境的相关研究现状战场电磁环境对于世界而言还是个全新的学科,各国对于战场电磁环境的认识与研究还有无限的提升的空间。
美国国防部认为,电磁环境(EME)是存在于防护区内的一个或若干个射频场战场,在2009年指出战场电磁环境是军队、系统或平台在指定的作战环境中执行作战任务时,可能遇到的在不同频段辐射或传导的电磁发射体的功率与时间分布的作用结果。
前苏联军事百科全书中指出,电磁环境是影响无线电装置或其部件工作的电磁辐射环境。
美、俄(苏)军方对于电磁环境概念的表述不仅限于一定区域内的电磁现象总和,更有时域、频域、空域、能量域“四域”特征方面的认识。
我国对战场电磁环境相关问题的研究起步较晚,且战场电磁环境概念在学术界还未统一。
其中具有代表性的观点是:战场电磁环境,就是指在一定的战场空间内,由空域、时域、频域、能量上分布的数量繁多、样式复杂、密集重叠、动态交迭的电磁信号构成的战场电磁环境。
战场电磁环境在现代战争中,电磁环境已经成为了一个至关重要的因素,对军事作战和国家安全产生了深远的影响。
电磁环境包括电磁频谱、通信系统、电子战、雷达、卫星通信等各种电子元素,这些元素在战场上起着关键作用。
本文将探讨战场电磁环境的重要性,以及如何有效地管理和应对这一环境。
1. 电磁环境的重要性电磁环境是现代战争的关键元素之一。
它直接影响通信、导航、情报收集和战斗行动。
在现代军事中,通信系统的可靠性至关重要,因为它们允许部队之间实现信息共享和指挥控制。
此外,电磁环境也用于情报搜集,包括监听、侦察和雷达监视。
电子战系统则允许部队干扰敌方通信和雷达系统,从而削弱其作战能力。
卫星通信在远程军事行动中起到关键作用,它们提供了精确的导航、定位和通信功能。
2. 电磁环境管理为了有效应对电磁环境的挑战,军队需要积极管理电磁频谱。
这包括频谱监测、频谱分配和频谱规划。
频谱监测是指对电磁频谱的实时监测,以便了解电磁干扰和电子战行动。
频谱分配是指确保不同军事部队和平民通信系统之间的频谱不会发生冲突。
频谱规划涉及决定哪些频段分配给不同的军事和民用用途。
3. 电磁环境应对军队必须采取措施来应对电磁环境中的威胁。
这包括发展先进的电子战系统,用于干扰敌方通信和雷达系统。
此外,军队还需要采取保护措施,以确保其通信系统不易受到干扰。
这可以包括加密通信、频谱分散和使用抗干扰技术。
4. 电磁环境的未来趋势电磁环境在未来仍将持续演变。
随着技术的不断发展,新的通信系统和电子战技术将不断出现。
卫星通信系统将变得更加重要,因为它们提供全球通信覆盖。
此外,无人系统(如无人机和自动驾驶车辆)也将成为电磁环境的一部分,因为它们依赖于电子通信和导航。
5. 结论战场电磁环境是现代战争中至关重要的元素。
有效管理和应对这一环境对于军事作战和国家安全至关重要。
军队必须采取措施来保护其通信系统,并发展先进的电子战技术。
同时,随着技术的不断发展,电磁环境将继续演变,军队必须不断适应这些变化,以确保其作战能力。
2019年3月国防皱木基舷第2期国R外复杂电晞珈損赫准发展综述部航霞(中国兵器工业试验测试研究院)摘要:本文对IEC、ITU、美国军用标准和我国军用标准中有关电磁环境方面的标准现状和重点标准进行了分析,初步提出了兵器行业开展复杂电磁环境类标准研究和制定的工作建议。
关键词:电磁环境电磁干扰电磁兼容标准1复杂电磁环境的分类复杂电磁环境通常用空域、时域、频域和功率域上信号的变化描述。
包括敌我双方的电子对抗、各种用频装备的自扰互扰、民用电子设备的辐射以及自然电磁现象等。
主要包含10类环境:雷达对抗电磁环境;通信对抗电磁环境;光电对抗电磁环境;导航对抗电磁环境;敌我识别对抗电磁环境;引信对抗电磁环境;水声对抗干扰环境;背景信号电磁环境;民用电磁环境;自然电磁环境。
2复杂电磁环境国际标准(IE:ITU)2.1标准现状复杂电磁环境的国际标准见表1。
2.2现状分析IEC和ITU主要针对各种民用用频装备的自扰互扰、民用电子设备的辐射等制定电磁环境标准。
国际电工委员会(IEC)从20世纪80年代后期开始对暴露于电磁环境,尤其是暴露于电磁脉冲EMP环境中的民用设备开展环境、防护和测试标准的研究制定工作,为此专门成立了SC77C分委员会负责实施,分委员会拥有17个合作成员国。
到目前为止,已制定和颁布了IEC61000系列20个标准,分为:2.2.1概述2项:IEC/TR61000-1-3-2002, IEC/TR61000-1-5-2004;2.2.2环境4项:IEC61000-2-9-1996,IEC 61000-2-10-1998,IEC61000-2-11-1999,IEC 61000-2-13-2005,2.2.3试验和测量技术6项:IEC61000-4-23-2000,IEC61000-4-24-1997,IEC61000-4-25-2001,IEC/TR61000—4—32—2002,IEC3国内外复杂电磁环境标准发展综述表1复杂电磁环境主要国际标准(21项)序号标准号标准名称1IEC60050-151-2001国际电工词汇第151部分:电磁装置2IEC60050-161AMD2-1998国际电工词汇第161章:电磁兼容性修改件23IEC61000-2-5电磁环境的分类41EC61000-3-2谐波电流发射限值(设备输入电流大于16A)5IEC61000-3-3低压供电系统中额定电流不大于16A的设备电压波动和闪烁的限值6IEC61000-4-2静电放电(ESD)抗扰度7IEC61000-4-3静电放电抗扰度8IEC61000-4-4电快速瞬变/脉冲群抗扰度9IEC61000-4-5浪涌(冲击)抗扰度10IEC61000-4-6射频感应场传导11IEC61000-4-8工频磁场抗扰度12IEC61000-4-9脉冲磁场抗扰度13IEC61000-4-10阻尼振荡磁场抗扰度14I EC61000-4-11电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度15IEC61000-4-12振荡波抗扰度16IEC61000-6-2电磁兼容通用标准工业环境中的抗扰度17IEC61326-1测量、控制和试验室用的电设备电磁兼容要求18ITU-T-K.20电信交换设备耐过电压和过电流的能力19ITU-T-K.21客户端电信交换设备耐过电压和过电流的能力20ITU-T-K.44对于暴露在过电压和过电流状态中的通信设备的抵抗力测试基本建议21ITU-T K.92-2012家庭网络中传导和辐射电磁环境61000-4-33-2005,IEC/TS61000-4-35-2009;2.2.4安装和防护指南7项:IEC/TR 61000—5—3—1999,IEC/TS61000-5-4-1996,IEC61000-5-5-1996,IEC/TR 61000-5-6-2002,IEC61000-5-7-2001, IEC/TS61000-5-8-2009,IEC/TS61000-5-9-2009;2.2.5通用标准1项:IEC61000-6-6«IEC61000系列标准涵盖了EMP对设备和系统的耦合效应、EMP环境的定义、EMP干扰的测试技术、EMP防护规范等各个方面的内容,总体来说,IEC专门针对EMP制定了体系最为完整、内容最为丰富、条目最为细化的标准体系,其内容和指标还在不断地完善,是各国制定EMP标准主要的参考依据。
军工复杂电磁环境及防护
1.复杂电磁环境提出的背景
复杂电磁环境可以综合定义为:
在某一空间内由时域、频域、空域和能量域分布复杂的多种电磁信号叠加,它对电子装备、火工品、燃油和人员等有不同程度的危害。
复杂电磁环境是综合性名词,主要用于顶层策划和宏观分析。
实质上电磁环境都是复杂的、动态的,在技术设计层面都应进行分解和分类,成为可描述的技术参数。
1.1按电磁能量的来源划分有:
(1)自然电磁现象和人为电磁现象
(2)我方电子装备辐射和敌方电子装备辐射
(3)无意电磁辐射(电磁兼容范畴)和有意电磁辐射(电子对抗范畴)
1.2按电磁场信号特性划分有:
(1)随机或无规则波形
(2)无调制波形(脉冲,连续正弦波)
(3)调制波形(脉冲调制,模拟量调制)
(1)电磁环境集成的不确定性在电子装备使用过程中,使用方常常应用“复杂”这个词来形容装备附近的电磁环境,其原因是多方面的。
电子装备在不同空间电磁信号的叠加是不确定的,电磁信号的组合受多种因素限制。
(2)电磁环境测量的不确定性
电磁环境测量数据受时间,方向及频谱等因素影响。
测试结果具有统计特性,另外,在特定条件下,电磁干扰信号电平是很低的,例如雷达接收机极限灵敏度-110dBm,天线增益40dB。
其干扰信号用一般干扰测量仪或频谱仪是测不到的。
(3)未来战场上广泛使用电子对抗技术和强电磁脉冲技术,这些技术参数是不可预知的,并且攻防双方都应用可变参数。
为了进行电磁防护,提高电子装备的电磁生存能力,电子装备设计时需要对可能造成电磁干扰的电磁环境进行分类分析。
2.复杂电磁环境的分析
2.1电子对抗(电子战)和电磁环境效应内容的区别
电磁环境效应是在能量域研究电磁能量对电子装备、军械等的影响。
主要涉及电子装备(含接收器通道外)对电磁能量敏感程度,并且要求对接收器通道内器件不损坏、不烧毁。
电子对抗是在信息域研究接收器通道内的电子对抗。
主要通过信号处理剔除干扰,当然也应用了信道捷变频,天线旁瓣对消等措施。
电磁环境效应包含了一些电子对抗的内容,但电子对抗有其独特的技术内容,两者有较大区别。
2.2有关外部射频电磁环境
GJB1389A《系统电磁兼容性要求》所提供的外部射频电磁环境包含人为和无意的电磁辐射,主要是由雷达和通信系统通过发射天线向特定空间或在近区所形成的电磁场,这些电磁场的统计特征值用峰值和平均值表示,平均值是模拟量调制的通信设备所产生的,而峰值主要是雷达设备产生的脉冲调制波,从标准中多个表格所提供的数值明显看出300 MHz以下频段电磁场的平均值与峰值相等,这是通信使用电磁波的特征,而在300 MHz以上频段电磁波平均值与峰值不相等。
它们的比值就是占空比(占空比小于1)。
标准中外部射频电磁场典型平均值为200V/m,峰值为2~3kv/m。
2.3有关强电磁场环境
由于受平均功率的限制,在一般情况下的强电磁场是指电磁脉冲波,电磁脉冲波的峰值功率可以很大。
电磁脉冲波主要有高功率微波(HPM)、超带宽电磁脉冲(UWB)、核电磁脉冲(NEMP)和雷电波(LEMP),其中雷电波为自然电磁现象,其它均是人为电磁现象。
电磁脉冲波的电磁效应大部分不是电热效应,电磁脉冲的破坏作用远大于连续波,所以在未来战场上使用的软杀伤武器一般指的是电磁脉冲武器。
2.4其它电磁现象
其它电磁现象包括太阳磁爆对无线电设备影响,大气无线电噪声的影响,地磁对阴极射线器件、陀螺仪的影响,以及地磁(磁性矿物)对电磁波传输的影响等。
此外,由于沉积静电出现在高速飞行器表面,引起飞行器不等电位和电弧放电,对飞行器通信和导航造成很大影响。
综上所述,电磁现象种类很多,其影响是多方面的,只有对其机理进行深入研究,才能找到合适的防护方法。
3.强电磁环境条件下,装备及设备的防护
装备及设备在强电磁环境条件下要求能正常工作,必须对装备及设备进行防护设计,使其在上述条件下不损坏且不出现电磁敏感。
3.1装备在强电磁环境条件工作的风险评估
武器装备包含大量的电子信息系统,在强电磁环境条件下存在风险,因此需要对装备的防护风险进行评估,并采取综合性防护设计措施。
正如其它灾害,例如地震、雷电等只能实现减灾,不可能达到避灾。
因为防护所投入的人力、物力和财力随着防护能力的提高而增加,防护能力的提高与经济性需要综合权衡的。
(1)装备所处的环境因素就防护能力而言,风险评估需要考虑如下各个因素:
装备受强电磁辐射的影响,包括辐射源的辐射强度和辐射源离装备的距离,例如某些地区是落雷区经常遭受雷电影响,某些装备是核试验设备,受很强高空核电磁辐射。
(2)装备的机动特性
装备的机动性是军用装备的重要指标,一般装备分为固定装备和移动装备,移动装备通常使用电子方舱,舱外电缆长度有限,由电磁感应引起的端口干扰电流、电压比固定装备要小一些。
(3)装备敏感程度
有些装备内有大量的传感器,受强电磁场影响就较大,是防护的薄弱环节;相反,有些装备外露端口较少,电子设备耐强电磁能力较强。
(4)装备的重要程度
有些装备是区域中枢设备,其作用远大于其它装备,重要度很高,有些装备的功能或作用空域可以被其它设备所替代,其重要程度稍低。
3.2装备对强电磁环境的防护等级和层次
如前所述,对装备在强电磁脉冲环境条件下的风险评估以后就可以确定防护等级,电磁环境越恶劣,装备重要程度越高以及装备对电磁环境越敏感时防护等级将越高。
防护等级可以分为2~3级,即硬点加固型、加固型和轻便加固型。
美军标MIL-STD-188-125A中指出,硬点加固适用于固定设施核电磁脉冲防护,要求电磁场屏蔽效能达100dB,端口注入电流达8kA;加固型适应于固定地面设施高功率脉冲防护,规定电磁屏蔽效能为80dB,端口防护注入电流为5kA;轻便加固型适用于移动地面装备电磁脉冲防护,规定电磁屏蔽效能为80dB,端口防护注入电流为1~5kA。
另一方面,电磁脉冲防护设计大多采用多层逐级防护方案,也就是采用分层抗扰技术,防护设计一般分为装备(系统)级、机柜(舱段)分系统级和电路级,这三级防护的电磁环境严酷度相差很大,防护器材也有很大差别。
三级防护的参数具有传递特性,例如MIL-STD-188-125-2端口注入电流为5kA,通过一级防护后,端口残余电流约为1~10A,该指标与设备级电磁兼容性指标要求相一致,即舱内(室内)机柜电缆注入电流敏感度(CS
115、CS116)极限值为5~10A。
三级防护具有替代性,例如飞行器没有方舱屏蔽壳体,那么屏蔽防护首先需要依靠飞行器壳体和舱段壳体,此时,部件及电路级防护设计成为防护的重要环节。
3.3装备对强电磁环境的防护设计
常用的强电磁环境防护手段主要包括屏蔽、滤波、接地和加装防护器件。
其中屏蔽和接地是防护的基础。
屏蔽是用高导电率和高导磁率的金属材料把电子设备屏蔽起来,并设有良好的接地线,同时在所有穿过屏蔽体的导线、门窗、通气孔等处施加防护设施。
装备的电磁环境防护设计中,除了要考虑舱体结构和材料外,贯通舱体内外各种连接线的电磁防护以及端口电磁泄漏在整个设计中至关重要。
端口的电磁防护包括电磁干扰屏蔽设计和防尖峰浪涌设计,电磁干扰屏蔽主要靠电源线和信号线滤波器来实现,尖峰浪涌防护需要设计尖峰浪涌吸收电路。
强电磁脉冲防护的常用元件包括气体放电管、半导体放电管、压敏电阻以及半导体瞬态抑制器等。
各种浪涌抑制器件的共同特点为在阈值电压以下都呈现高阻抗,一旦超过阈值电压,阻抗便急剧下降,对尖峰电压具有消峰作用。
但在响应时间、通流容量方面,各种元件都有优缺点,因此,需根据具体的应用场合,采用上述器件中的一个或者几个的组合,来构成相应的保护电路。
3.4射频电磁环境的频谱十分广泛
对电子方舱而言,电磁屏蔽的频率范围是90KHz~18GHz,屏蔽效能A级为60dB,B级为40dB。
而强电磁环境多指电磁脉冲环境,其频谱相对较窄,此时
要求,磁场屏蔽:100KHz信号屏蔽效能为40dB,1MHz为60dB,电磁屏蔽:10~1000MHz范围,屏蔽效能应为80dB。
综合上文分析认为,复杂电磁环境的内涵是十分广泛的,要使装备适应复杂电磁环境要求,电磁兼容性和电磁环境的防护是非常必要的。
复杂电磁环境包括射频电磁环境和电磁脉冲电磁环境,对复杂电磁环境的防护至少应综合射频环境及电磁脉冲环境的防护要求。