浅谈机动指挥通信车电磁兼容设计

王芳

【摘要】 电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。机动指挥通信车内部电子设备高度密集化，大量的设备共同工作在同一电磁环境中，其电磁干扰的问题尤为突出，因此在机动指挥通信车设计中电磁兼容设计尤为重要。

【关键词】 机动指挥通信车 电磁兼容 传导干扰 辐射干扰

一、概述

机动指挥通信车是一个快速反应的通信系统与信息系统有机集成的平台，其以载车平台作为基础，集成计算机网络、音视频、通信、供配电等多种电子设备，充分利用网络技术、通信技术、计算机技术和多媒体技术等，实现对突发事件数据的收集、分析、处理、传输，对应急指挥的辅助决策，对应急资源的组织、协调和管理控制等功能。机动指挥通信车设备种类繁多，且车内空间狭小，设备布局紧密；各种电源设备、无线设备、网络通信设备和音视频设备集成在狭小的空间内，系统间的电磁干扰和兼容问题就变得尖锐复杂，因此电磁兼容设计是系统设计中的重点和难点，关系到系统运行的正常性和稳定性。

二、电磁兼容概念

电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又不互相干扰，达到“兼容”状态。可见电磁兼容的概念包括两个部分，一是设备能够抵抗所接受到的干扰而正常工作；另一个是设备所发射的电磁干扰不能影响其它设备的正常工作。

所有的电磁干扰都是由电磁干扰源、对该干扰敏感的设备、将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介（传输通道或偶合途径）三个基本要素组合产生的，因此电磁兼容设计也要由这三个要素着手解决电磁干扰。

机动指挥通信车电磁兼容设计任务是确保人员的使用安全及系统内部各设备在该电磁环境下完成对其规定的功能，不因环境的电磁干扰而失效或性能严重恶化；同时，各电子设备在正常工作时，对所处的环境发射的电磁干扰能量不超过规定值，使不希望存在的影响降低到可允许的程度，达到使系统内部各电子设备都能正常、稳定、可靠工作目的。

三、电磁兼容设计

抑制电磁干扰、确保系统电磁兼容性要从电磁干扰源、敏感设备及传输通道或偶合途径三个产生电磁干扰的基本要素着手，即抑制干扰源；消除或减弱干扰耦合；增加敏感设备的抗干扰能力。

机动指挥通信车应选用电磁兼容满足相关标准的设备。但是，由于系统使用环境的特殊性，运行和安装环境较为苛刻，部分产品为非标产品，其电磁兼容性难以满足相关标准，在设计时针对这类产品进行重点考虑，对设备布局、设备屏蔽、接地、热传导、传导干扰和辐射干扰都根据具体设备详细分析，制定相关应对措施，使其对整系统的电磁兼容性影响最小。

鉴于应急机动指挥系统的集成特点和使用特殊性，考虑人员的安全及系统的稳定性，应主要从电磁辐射安全、传导干扰、辐射干扰和设备散热等方面进行电磁兼容综合设计。

3.1人员安全设计

机动指挥通信车集成了多种无线通信设备，无线电磁辐射安全就成为电磁兼容设计的重点。当无线设备天线安装位置不恰当时，电磁辐射泄露和辐射传导至车内经车体耦合或反射可能形成对人体产生潜在危害风险局部高辐射热点。根据电气与电子工程师学会/国际电磁兼容安全委员会标准IEEE C95.1-2005和我国国标电磁辐射防护规定GB8702-2014所制定的射频对人体照射安全规则，利用人体等效组织模型对机动指挥通信车的电磁辐射进行全面设计，对天线的安装位置、设备布局和人员位置做出优化，确保使用人员处于辐射安全水平内。

3.2抗传导干扰设计

按照干扰的传播路径可以分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰就是通过导电介质将一个电网络上的信号耦合到另一个电网络，传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。

传导干扰为车内电子设备的主要干扰源，其主要来源为开关电源和设备内部的时钟电路，影响车载音视频、网络等设备的时钟参考电路。通过通信线缆的选型、隔离、屏蔽、滤波和接地等各项措施防止射频能量沿电源线传播，干扰车内电子设备。

具体设计中控制电缆选用屏蔽电缆、模拟信号的传输线使用双屏蔽双绞线、不同模拟信号线独立布线，有各自的屏蔽层、低压数字信号选用双屏蔽双绞线等；针对设备可能存在的干扰源，依据其频率特点以及可能被干扰的敏感设备特点，有针对性地选用电源滤波器件或信号线滤波器件，保证设备内部产生的噪声不向外泄漏，同时防止外部电子设备的交流线路产生的噪声进入设备，从而打到消除或减弱电磁干扰的目的。

3.3抗辐射干扰设计

所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感设备的干扰。辐射耦合的途径主要包括天线耦合、导线感应耦合和高频信号感应耦合。

机动指挥通信车集成的无线通信设备在向空间辐射有用频率信号的同时也对空间内设备形成干扰。辐射干扰轻则会造成系统性能严重下降，重则能致使设备无效。在应急使用中，同频干扰、邻频干扰等存在时，被干扰设备系统性能会严重恶化，致使不能通信或通信效果不佳，这类造成系统性能失效的无线辐射干扰容易被发现，并及时处理；而杂散干扰或阻塞干扰虽然会使系统的接受噪声升高，引起通信性能或覆盖距离会大大缩小，但设备仍能勉强使用，这类造成系统性能恶化干扰的很难被准确发现。

同频干扰是指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成干扰。邻频干扰即是指相邻或相近的频道的信号之间的相互干扰，对这类干扰，网络规划是最为有效的改善方法，在进行机动指挥通信车的设备选型及定制时，兼顾功能的同时要对无线频率规划和功率选择上严格把关。

杂散干扰是指一个系统的发射频段外的杂散发射落入另一个系统接收频段内造成的干扰，这类干扰影响设备接受灵敏度；

阻塞干扰是强干扰信号与有用信号同时进入接收机，强干扰信号使得接收机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真；

这类引起系统或设备性能恶化的干扰改善方法是根据各个无线设备的辐射性能和耦合路径进行详细分析和计算。根据分析及计算结果在设计上对天线选择、天线布局和射频系统布线、滤波等进行综合考虑，使系统满足电磁兼容性要求。必要时改善杂散干扰可以在干扰系统上安装杂散抑制滤波器来实现，而改善阻塞干扰可以通过在接受系统安装阻塞抑制滤波器来实现。

3.4散热设计

大部分集成电路的电磁滤波器件在一定温度下都会降低效用或失效，从而造成电磁兼容问题，严重的会造成通信链路中断。由于机动指挥通信车内设备数量多、安装空间有限这一特殊性，其散热设计也是整个设计中的难点和重点，因此需要依据集成电路中的电磁滤波器件的温度特性及设备的散热特性等，合理安排设备布局以利于设备散热。如可以设计在机柜内形成自然风道进行散热降温，必要时也可针对特有设备专门设计降温措施，确保集成电路工作在合理的环境温度中，避免因温度问题引起滤波器功能下降，从而引发的电磁干扰现象出现。

四、结论

机动指挥通信车作为应急机动指挥通信中心，在处理突发事件、事故应急救援等方面具有举足轻重的作用，系统的故障可能会延误信息的搜集、处理及传送，从而失去应急防范、抢险救援的最佳时机，给人民群众生命财产安全造成重大损失。

因此必须确保其系统在工作中的正常性和稳定性。机动指挥通车的建设必须严格遵守相关电磁兼容标准进行电磁兼容设计，确保系统内的电磁干扰程度降低至可接受范围，满足电磁兼容性要求，确保整个系统运行的可靠性和稳定性。

参 考 文 献

[1]杨克俊.电磁兼容原理与设计技术.北京：人民邮电出版社 ，2004.8

[2] Tim Williams 著，李迪等译.电磁兼容设计与测试（第四版）.北京.电子工业出版社2008.3