美军电磁环境效应管理研究

卢西义，肖凯宁

（1．61226部队，北京 100079；2．解放军理工大学通信工程学院卫星通信系，江苏南京 210007）

美军电磁环境效应管理研究

卢西义1，2，肖凯宁1

（1．61226部队，北京 100079；2．解放军理工大学通信工程学院卫星通信系，江苏南京 210007）

为有效地控制电磁环境效应，美军重视电磁环境效应的管理。电磁环境效应工作分为电磁环境效应基础研究工作和武器装备寿命期电磁环境效应工作，因此，将电磁环境效应管理分类为基础研究管理和武器装备全寿命期管理，分析了其管理内容和管理机制，总结了美军电磁环境效应管理的特点，为我军实施电磁环境效应管理提供借鉴。

电磁环境效应；电磁环境效应管理；综合产品小组；试验与评价

美军电磁环境效应（E3）管理经过长期的实践总结，再实践再总结，不断丰富完善。其管理特点是有法可依，有章可循，责权明晰，方法科学。具体地说，国防部指令DoDD 3222．3－2004《国防部E3纲要》规定了E3政策［1］，明确了E3管理职责，各军兵种部如陆军ADA270441《陆军E3纲要》［2］、海军OPNAVINST 2400．20F－2007《E3和频谱支持性政策和程序》［3］、海军航空兵NAVAIRIST 2400．1－2009《E3和频谱可支持性政策和程序》等也都建立了本军种内部的E3程序，使得E3管理责权明晰［4］；MIL－HDBK－237D－2005《采办过程中的E3和频谱可支持性指南》规定了各个采办阶段需要审查的技术文档及试验报告，使得研制装备的管理控制有章可循［5］；联合频谱中心等单位开发的EMC预测分析与E3评估软件和数据库，使得控制E3的系统设计方法得以利用；MIL－STD－461F《分系统和设备电磁干扰特性的控制要求》［6］，MIL－STD－464C《系统E3要求》使得武器装备的E3要求和试验有法可依［7］。

1 E3

1．1 E3的定义

随着人们对E3认识的不断深化，对E3的定义也在不断拓展，美军标MIL－STD－464C－2010《系统E3要求》对E3的定义是：电磁环境对军事力量，设备，系统和平台运行能力的影响，它涵盖所有的电磁学科，包括电磁兼容性，电磁干扰，电磁易损性，电磁脉冲，电子防护、静电放电、电磁辐射对人员、军械和易挥发性物质如燃油的危害。E3包括射频系统、超宽带设备、高功率微波系统、雷电和沉积静电（P－static）等辐射源产生的电磁环境引起的电磁效应［7］。

该定义是对MIL－STD－464A中E3定义的拓展，使得E3研究范围扩展到了电子防护、高功率微波及超宽带武器。

1．2 E3工作

E3管理的内容是E3相关工作，E3工作分为两类，一类是对装备研制起支撑作用的E3基础研究工作；另一类是武器装备论证、研制、生产和使用中涉及到的武器装备全寿命期E3工作，具体如图1所示。

1．2．1 电磁环境效应基础研究

从图1可以看出，为确保武器装备研制生产过程中全面控制电磁环境效应，美军开展了一系列的基础研究工作来支持和保证。这些基础研究工作包括EME基础研究、系统E3要求的论证及设计技术、EMC预测分析及数据库构建、E3评估、E3试验与评价以及EME、E3标准的制修订等。电磁环境效应基础研究工作做的越好，电磁环境工程技术基础平台和管理水平就越高，其保障和监督作用就越大。

图1 E3工作

1．2．2 武器装备全寿命期电磁环境效应工作

武器装备全寿命期电磁环境效应工作包括确定电磁环境及电磁环境效应要求、进行控制E3的设计、EMC预测分析及E3评估、开展E3试验与评价等方面的内容。这些工作正常开展离不开电磁环境效应基础研究工作成果的支撑，如EME数据库及E3标准是武器装备E3要求论证的依据，EMC预测分析及E3评估软件为E3顶层要求的向下分配、EMC预测及E3评估提供了手段；E3试验与评价为识别E3设计风险、验证E3控制水平提供了方法基础。

2 美军电磁环境效应管理

电磁环境效应管理是指为达到有效地控制电磁环境效应的目的，对电磁环境效应基础研究工作和武器装备系统工程中的电磁环境效应工作进行有效的组织、计划、监督和控制的管理活动。电磁环境效应管理体制是一个由多个层次、多种机构组成的综合系统，主要包括管理政策、管理内容及职责、管理机构、运行机制等。

2．1 电磁环境效应管理的政策

美军电磁环境效应管理实行国防部统一领导和各军兵种分散实施相结合的管理体制。国防部和各军兵种的指令、指示明确了电磁环境效应管理的政策、职责。

国防部指令DoDD 3222．3《国防部电磁环境效应纲要》规定了电磁环境效应管理的政策和职责。美国各军兵种依据DoDD 3222．3，结合本兵种实际，在本兵种范围内建立了电磁环境效应管理的政策和职责。国防部和各军兵种的电磁环境效应管理政策是一致的。

1）所有电气与电子系统、分系统、设备和有电引爆装置的武器，在预期的电磁环境中相互兼容工作，不会由于E3的影响造成不可忍受的性能降级。

在方案精选和技术开发阶段尽早研究E3控制要求，在里程碑C之前全部确定，在整个采办阶段进行验证。相关文件如能力研制文件（CDD）、能力生产文件（CPD）、设备说明书、信息保障计划（ISP）、试验与评价总计划（TEMP）中明确E3控制和验证要求。

需要验证国防部武器、控制、通信、情报、预警、侦查和信息系统在预期工作电磁环境中的使用效能和生存性。在进入系统验证和生产与部署阶段之前需要确定和评估E3问题，并在关键设计审查中评审。试验与评价总计划应包括关键的使用问题，需要验证系统、分系统和设备的E3得到有效控制。在信息保障计划中需要说明系统、分系统和设备的电磁兼容。

在部队训练、作战和其他活动中应减轻HERO，HERP，HERF。

2）编制军队E3规范、标准和手册，强调接口和验证要求，确定使用性能，明确研制和使用试验方法；

3）研制EMC分析工具和数据库、E3评估工具，以预测、防止和改正E3缺陷。

4）国防部有军用系统在使用电磁环境中的E3试验能力。

此外，该指令将电磁环境效应管理在职责在国防部范围内进行了分配。

2．2 电磁环境效应基础研究管理

2．2．1 电磁环境效应基础研究管理的内容

电磁环境效应基础研究管理的内容包括EME基础工作（EME测量、采集、数据处理、数据应用及分析技术）、系统E3要求论证及设计技术、EMC预测分析及E3评估技术、E3试验与评价、EME和E3相关标准的制定等。

2．2．2 E3基础研究管理机构

联合频谱中心（JSC）负责国防部E3的基础研究和管理。在E3基础研究方面，JSC设计、开发并维护着电磁环境及E3相关的评估工具和数据库。目前，美军使用的EMC分析软件及数据库、E3评估工具、EME数据库及预测分析、E3试验与评价等几乎都由JSC开发，JSC开发并维护着200多种分析工具及数据库；同时，JSC还编制EME和E3标准、指南等，所有这些基础研究工作有力地支撑了武器装备全寿命期的E3工作；在E3管理方面，各军兵种部采集的电磁环境数据、用频武器装备电磁频谱特性参数等都要按照JSC要求的格式上报；JSC的专家为各军兵种提供解决的E3问题的服务；自1993年开始，JSC主办年度E3项目审查会议，就E3相关项目进行审查以及新技术、新标准培训等。

各军兵种都设立的E3基础研究和管理机构。陆军通信电子司令部（CECOM）下属的研究研制和工程中心（RDEC）空间和陆地通信处（S＆TCD）［2］；海军航空兵、海军陆战队、空军等也都设立了E3的研究和管理机构。

2．3 美军武器装备全寿命期E3管理

2．3．1 美军武器装备E3管理的内容

对具体的E3工程项目而言，E3管理内容就是美军标MIL－STD－464C－2010《系统E3要求》规定的15个方面的要求，即：安全裕度，系统内电磁兼容性，外部射频电磁环境，高功率微波系统，雷电，电磁脉冲，分系统和设备电磁干扰，静电荷控制，电磁辐射的危害，全寿命期E3加固，电搭接，外部接地，TEMPEST，系统间电磁兼容性，电磁频谱兼容性管理。

2．3．2 美军武器装备E3管理机制

1）采用综合产品小组（IPT）管理模式

美军E3项目的管理采用产品综合小组的管理模式。项目办公室针对每一个项目建立一个E3工作级产品综合组（WIPT），协助项目主任确保正在研制的平台、系统、分系统和设备能与自身的EME和外部的EME在电磁方面兼容，监控与项目有关的E3工作，在确定和实施E3问题解决方案方面提供协助，建立高层次协调渠道，E3 WIPT起到了作为E3问题审查、咨询和技术顾问的重要作用［8］。

2）采用技术审查（IPT）管理机制

在项目的系统工程中设置关键点，并在该点检查E3相关信息，作出相应决策，以降低项目风险。MILHDBK－237D详细规定了在系统工程技术审查的各个阶段的审查目的、审查内容和推荐的E3和SS措施。图2给出了E3的系统工程阶段技术审查节点设置及审查项目。

3）E3试验与评价管理

图2 E3系统工程审查项目

E3试验分为研制试验与评价（DT＆E）、使用试验与评价（OT＆E）。美军极其重视试验与评价工作，国防部和各军兵种部都设立的DT＆E，OT＆E的管理机构，建设了E3试验设施。利用E3试验确定E3性能水平，帮助发现和修正E3缺陷，为权衡分析，降低风险和细化要求提供支持。

3 美军E3管理的特点

3．1 注重E3基础研究

美军对E3相关基础研究在国防部范围内进行了分工，在最初的国防部电磁兼容性程序DoDD 3222．3中明确：美国海军负责研究制定EMC的标准和规范；美国陆军部负责电磁兼容性测试方法和测试设备研制；美国空军部负责电磁兼容性预测分析和数据库研制。后来，随着美军对E3认识的不断提高，以国防部电磁兼容性分析中心为主体组建了美军联合频谱中心，将国防部电磁兼容性程序拓展为国防部E3纲要，对E3相关基础研究工作在国防部范围内进行了分配，规定了每项工作的责任人。目前，美军在基础研究方面取得了很多成果，并将这些研究成果固化为技术支撑手段，为E3相关工作服务，大大提高了美军控制E3的设计水平很高。

3．2 重视E3试验与评价

试验与评价的作用是确定性能水平，帮助研制者纠正缺陷，同时也是决策过程的一个重要环节，为权衡分析、降低风险和细化要求提供支持性信息。美军利用研制试验与评价验证是否已经满足技术性能规范，利用使用试验与评价确保武器装备在真实的环境下满足用户要求。美军对试验与评价工作极为重视，并将其作为武器装备采办过程中的一个必不可少的组成部分，为各阶段里程碑决策提供重要技术支持。

3．3 对研制项目E3的全寿命期管理

美军对项目E3进行全寿命期管理，从电磁环境论证、E3要求的提出、E3要求细化为设备规范、到预测分析和试验分析E3要求的满足程度，以及定型试验考核实施全寿命期管理，切实做好了武器装备的优生优育工作。

［1］ DoDD 3222．3，DoD electromagnetic environmental effects（E3）program［S］．2004．

［2］ ADA270441，Army Acquisition Executive Policy Memorandum 91－3，Army Electromagnetic Environmental Effects Program Implementation［S］．2004．

［3］ OPNAVINST 2400．20F N－2007，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2007．

［4］ NAVAIRIST 2400．1 AIR－4．1．13－2009，Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Policy and Procedures［S］．2009．

［5］ MIL－HDBK－237D，Electromagnetic environmental effects and spectrum supportability guidance for the acquisition process［S］．2005．

［6］ MIL－STD－461F，Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment［S］．2007．

［7］ MIL－STD－464C，Electromagnetic environmental effects requirements for systems［S］．2010．

［8］ DoDD 5000．1，The defense acquisition system［S］．2003．

TP393．08

A

1008－1542（2011）07－0132－04

2011－06－20；责任编辑：冯 民

卢西义（1972－），男，山东日照人，工程师，主要从事电磁环境效应、电磁频谱管理方面的研究。