机载短波电台干扰火警传感器电磁兼容研究与干扰抑制

2016-08-22张立尧肖海军吉利张世海天津航空机电有限公司天津300308

中国科技纵横 2016年13期

张立尧肖海军吉利张世海（天津航空机电有限公司，天津 300308）

张立尧肖海军吉利张世海
（天津航空机电有限公司，天津 300308）

针对某型飞机机载短波电台开机后对火警传感器存在较大的电磁干扰，而引起火警系统报虚警问题，进行了理论分析并提出了解决方法。首先，对记载短波电台开机后对火警传感器的干扰机理进行了分析，确定了干扰来源与传播路径；其次，对辐射耦合进行了理论分析；然后，在不更改短波电台功率等条件下，进行了电磁干扰抑制；最后，对因电磁干扰引起的机上火警控制系统误报警问题进行了总结，提出了几方面解决方案。经飞行试验证明了电磁干扰抑制方法的有效性和可行性。

短波电台电磁干扰火警虚警电磁兼容

机上防火系统的根本目的是：早期发现和确认火灾，及时向飞行员警示发动机舱、货仓等火灾的发生，使飞行员采取有效措施控制并扑灭火灾，减少或避免火灾损失，保证飞行安全。对于防火系统，如何降低其虚警率一直是一个重要的课题。尤其是近年来随着微电子技术的快速发展，机载电子设备功能的不断加强，飞机电磁干扰问题凸显出来，这更加剧了火警传感器的虚警问题。如某型飞机在地面开启短波电台并进行通话后，发动机舱火警灯不规则的点亮和熄灭，经查为火警虚警。火警系统虚警，既增加了飞行员工作量和心理压力，又可能因关闭发动机等处理措施，导致其他飞行任务无法完成，甚至影响飞行员和飞机的安全。因此，开展抑制短波电台对火警系统电磁干扰的工作显得尤为重要。

1 短波电台电磁干扰途径分析

某型飞机选用的机载短波电台，按技术要求进行设计生产，指标达标。在装机后电台工作正常，但在短波电台发话时，存在火警系统灯闪亮的情况。

一般而言，从各种电磁干扰源至敏感设备的通路或媒介，即电磁干扰传播途径，有两种方式：一种是传导耦合方式；另一种是辐射耦合方式［1］。

通过一系列电磁干扰状态试验分析可以得出如下结论：（1）干扰源是短波电台天线辐射的高频电磁能量；（2）干扰耦合通道是辐射耦合，即干扰源通过空间传播影响火警系统；（3）被干扰对象的敏感部件为火警系统的低频电缆。

2 辐射耦合理论分析

电流元的电磁辐射很富有代表性，它具备的很多特性是任何其它天线所共有的。如图1所示，电流元的直径 d远小于长度 l，而其长度又远小于波长以及观察距离。

使用球坐标系，如图2。利用矢量磁位 A计算其辐射场。那么该线电流 I产生的矢量磁位 A为

图1 电流元示意图

图2 球形坐标系

按照文献3中短波电台的各项参数进行计算，短波电台天线长度为1.1m的垂直天线，到最近的火警传感器距离 1r m=，短波电台功率为100W，天线输入端电流 1.4I A=，飞机蒙皮的长枪衰减修正值 50M dB≈，低频电缆耦合衰减修正值 20N dB≈ 。则低频电缆中的等效耦合功率约为 25dBm- 。

3 电磁干扰抑制方法

由于确定干扰源是短波电台天线辐射的高频能量，对短波电台来说是其正常辐射信号，并且短波电台在降低功率至60W 时扔报虚警，消除干扰难以从干扰源入手，按照电磁兼容整治措施优选原则出发，应该在干扰敏感部件端降低对干扰的敏感度。对于辐射型电磁干扰，最有效的抑制措施就是屏蔽。具体的干扰抑制思路如下：

3.1 火警传感器低频线缆屏蔽处理

某型飞机选用的火警传感器，其工作原理为：发生火灾，传感器将火警信号转换为mv级的电压信号，传输给火警控制盒。因火警传感器为无源器件，故需要对传感器链接线缆进行屏蔽处理。之前选用的线缆即为屏蔽双绞线，但因传感器本省感应的电压信号较小，还是极易辐射进射频信号。故将整条线缆套防波套。考虑到飞机增重问题和传感器线缆长度较长，且与短波电台线缆相邻处并不多，故决定仅就线缆各对接插头、火警控制盒插头等位置的两端，增加200mm的防波套。

3.2 屏蔽插头

普通电连接器由于连接界面及尾部均存在较大的泄漏缝隙，影响屏蔽效果，不能满足防火系统整体电磁兼容性的要求。为了达到较好的屏蔽效果，需要提高电连接器外壳间的导电连续性和增强电连接器外壳的屏蔽效能。故选用屏蔽电连接器是有效的方法。对普通电连接器的外壳孔隙采取有效的弥补措施，以使整个电连接器外壳最大限度地接近屏蔽体，从而达到对辐射型干扰的抑制。因屏蔽电连接器往往在外形和尺寸上与普通连接器相同，可以直接替代普通电连接器。