雷达系统级电磁兼容试验方法



雷达系统级电磁兼容试验方法

丁华 / 中国电子科技集团公司第38研究所

摘要通过对GJB 1389A-2005系统电磁兼容性要求的分析并结合工程设计实践，提出了一套适合该雷达的系统级电磁兼容试验方法，明确了具体试验项目并描述了试验方法。试验结果显示，通过系统级试验的雷达工作正常。该方法还可以为类似产品的系统级电磁兼容试验提供参考。

关键词雷达；系统级电磁兼容；试验

0　引言

雷达电磁兼容性设计与试验的最终目的是保证全系统的电磁兼容性。这个兼容性有两层含义：一是雷达系统内各分系统、子系统、设备之间电磁环境的兼容性；二是雷达系统与外部电磁环境的兼容性。雷达系统内部集成了大量的电子设备，设备的元件多、空间小，相互之间干扰的可能性也大为增加[1]。雷达系统的电磁兼容性与设备的安装位置、电缆的敷设方法以及内部的实际电磁环境等因素密切相关，而这些状态在设备级电磁兼容试验中是无法模拟的。因此，尽管要求关键设备必须按照国军标GJB 151A-97、GJB 152A-97的要求进行设备级的电磁兼容试验，但雷达系统级电磁兼容试验仍是必不可少的一项工作。

由于武器装备平台的复杂性，涉及系统电磁兼容性的规范与标准很少，目前国际上也只提出了相关的接口要求，而没有具体的测试内容和测试方法。我国颁布施行的GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》主要是参考美军标MIL-STD-464A《系统的电磁环境效应要求》制定的。由于美国的经验、方法及电磁环境并不完全符合我国的实际情况，这就需要进一步研究与分析，结合雷达的实际电磁环境效应，提出适合雷达使用电磁环境的系统级电磁兼容试验项目、试验方法和相应的技术指标，为将来雷达系统级电磁兼容试验标准的建立奠定基础[2-5]。

1　雷达系统级电磁兼容试验项目及方法

对GJB 1389A-2005裁剪后进行雷达系统级电磁兼容试验，主要进行的试验项目包括安全裕度、外部射频电磁环境、电源线瞬变、静电电荷控制和电搭接等，如表1所示。

表1　雷达系统级电磁兼容试验项目

1.1系统辐射干扰安全裕度

主要考核雷达系统的辐射干扰安全裕度是否满足要求。

试验时选取EUT左、右侧1 m处两个测试位置，测试天线对准被测设备中心放置。EUT所有设备加电正常工作，发射设备处于最大发射功率状态，测量10 kHz～18 GHz频率范围内不同测试位置的实际电场强度E0，如图1所示。

图1　系统电场强度测试设备连接

EUT所有设备加电正常工作，在10 kHz ~ 18 GHz频率范围内，通过信号发生器和功率放大器产生干扰电场E1（E1= E0+6 dB），使用重复频率1 kHz、占空比50%脉冲信号进行脉冲调制，对各测试点进行照射。用场强监测仪监测场强的大小，如图2所示。在试验中监测系统是否敏感。

图2　辐射干扰安全裕度测试设备连接

1.2系统传导干扰安全裕度

主要考核雷达系统的传导干扰安全裕度是否满足要求。

EUT所有设备加电正常工作，发射设备处于最大发射功率状态，测量10 kHz～400 MHz频率范围供电电源线和设备间互连线缆上的最大实际传导发射电流I0，如图3所示。

图3　传导发射电流测试设备连接

EUT所有设备加电正常工作，在10 kHz ~ 400 MHz频率范围内，通过信号发生器和功率放大器产生干扰电流I1= I0+6 dB，使用重复频率1kHz、占空比50%脉冲进行脉冲调制，注入到EUT供电电源线，如图4所示。在试验中监测系统是否敏感。

1.3外部射频电磁环境

雷达系统应与规定的外部射频电磁环境兼容，以使整个雷达系统的工作性能满足要求。试验时选取EUT左、右侧1 m处两个测试位置，测试天线对准被测设备中心放置。按照EUT实际工作状态连接所有分系统设备。EUT所有设备加电正常工作，在10 kHz ~ 18 GHz频率范围内，参照GJB 1389A-2005的规定，通过信号发生器和功率放大器产生不同强度的干扰电场，使用重复频率1 kHz、占空比50%脉冲进行脉冲调制，对各测试点进行照射。用场强监测仪监测场强的大小，如图5所示。在试验中监测设备是否敏感。试验时施加的场强大小如表2。

图4　传导干扰安全裕度测试设备连接

表2　系统的外部电磁环境

图5　外部射频电磁环境测试设备连接

1.4电源线瞬变

EUT内部电源配电柜上有手动操作开关，可能会产生开关瞬态传导发射。电源线瞬变参试设备连接如图6所示。

图6　电源线瞬变测试设备连接

按照EUT实际工作状态连接所有分系统设备。系统加电工作，各分系统设备工作正常后，手动操作电源配电柜开关通断，测量电源配电柜输入电源线上的电压瞬变。按EUT的各种工作状态进行试验，读取各种工作状态的最大值。

持续时间小于50 μs的电压瞬变不应超过额定直流电压的+50%或-150%。

1.5静电电荷控制

系统应控制和消除由沉积静电效应、人员活动等机理引起的静电电荷积累，防止人员的电击危害和防止电子产品的性能降低或损坏。静电电荷控制试验参照GB/T17626.2-2006第8章“试验程序”的相关内容开展[6]。参试设备连接方式如图7所示。

图7　静电电荷控制测试设备连接

按照EUT实际工作状态将所有分系统设备连接。系统加电工作，选取EUT四个顶角及前、后、左、右侧的盖板等测试位置，采用接触放电的方式，等级8 kV。每点正负极性放电各10次，每次间隔1 s。用一个试验电极对各测试位置直接放电，监测系统是否敏感。

1.6电搭接

受试设备断电，用智能直流低电阻测试仪测量EUT所有受试设备电缆屏蔽层到设备壳体之间的搭接电阻。

各电气设备壳体到系统地之间的搭接电阻值不大于10 mΩ；电缆屏蔽层到设备壳体搭接电阻不大于15 mΩ。

2　结语

为保证雷达能真正适应复杂的实际电磁环境，对雷达进行系统级电磁兼容试验。通过系统级试验的某型雷达在实际任务中能够正常工作，其测试方法可为今后雷达系统级电磁兼容试验标准的制订提供一定的借鉴作用。但由于各型雷达的使用目的和实际电磁环境各不相同，本文提出的测试方法和指标是否适合所有类型的雷达，还需进一步分析论证。

参考文献：

[1] 李劲松，荣海春.某系留气球控制机箱电磁兼容性分析与设计[J].科学技术与工程，2012,12(18):4491-4494.

[2] 中国电子技术标准化研究所.GJB 151A-97 [S].北京：1997.

[3] 中国电子技术标准化研究所.GJB152A-97 [S] .北京：1997..

[4] 中国人民解放军总装备部技术保障中心.GJB 1389A-2005 [S].北京：2005.

[5] 黄大庆,李勃.新型系统级无人机电磁兼容测试法[J].华中科技大学学报，2009,37(3):66-68.

[6] 全国电磁兼容标准化技术委员会.GB/T 17626.2-2006 [S].北京：中国标准出版社，2006.

The radar system-level electromagnetic compatibility test method

Ding Hua

（China Electronics Technology Group Corporation No.38 Research Institute）

Abstract:Through the analysis of the electromagnetic compatibility requirements of the GJB1389A-2005 and combination with the practice of engineering design, a set of the radar system level electromagnetic compatibility test method has been put forward. The specific test items and test methods are described. The results show that the radar system worked in normal operation after the system test. The method also can provide reference for similar products.

Key words:radar; system-level electromagnetic compatibility; test