GJB 151B与GJB 151A对舰船装备电磁兼容性要求的对比分析

曹 斌蔡明娟

（1.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011；2.海军装备研究院标准规范所 上海200235）

GJB 151B与GJB 151A对舰船装备电磁兼容性要求的对比分析

曹 斌1蔡明娟2

（1.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011；2.海军装备研究院标准规范所 上海200235）

GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》是我军武器装备电磁兼容技术的核心和基础性标准。文中针对舰船装备，从测试项目和项目要求限值两方面分析了装备电磁兼容性标准GJB 151B-2013相对于GJB 151A-1997的变化，可采用GJB 151B-2013替代GJB 151A-1997以提高舰船装备电磁兼容性设计，并为试验提供有效参考。

GJB 151B-2013；电磁兼容性；标准

引 言

随着舰船装备的信息化程度不断提高，舰船电磁兼容性已成为直接影响舰船使用性能的重要因素。当前装备电磁兼容性标准包括平台级的标准GJB 1389A-2005《系统电磁兼容性要求》［1］、设备及分系统级GJB 151系列标准，以及针对海军舰船总体及设备的综合性标准HJB 34A-2008《舰船电磁兼容性要求》［2］，其中GJB 151系列标准应用最为广泛。

1997年发布的 GJB 151A-1997《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》［3］（简称“151A”）得到广泛应用，极大地推动装备电磁兼容技术的发展。2013年，GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》［4］（简称 “151B”）发布实施，该标准规定控制军用电子、电气、机电等设备和分系统的电磁发射和敏感度特性的要求及测试方法，为研制和订购单位提供电磁兼容性设计和验收依据，是平台实现兼容性的基础。目前，很多装备仍采用GJB 151A，而GJB 151B的实施尚在起步阶段。

本文针对舰船装备，对GJB 151B和GJB 151A中有关的电磁兼容性要求进行比较，从测试项目和项目要求限值变化两方面进行分析。

1 项目变化情况

1.1 测试项目的变化

设备电磁兼容性测试项目分为CE、CS、RE、RS四类［5］，其中CE表示传导发射类，CS表示传导敏感度类，RE表示辐射发射类，RS表示辐射敏感度类的项目。对比151A和151B，其变化如下：

（1）151B在151A的19个测试项目基础上，增加CS102（25 Hz ～ 50 kHz地线传导敏感度）和CS112（静电放电敏感度）两个测试项目，测试项目达到21个。

（2）从名称表明覆盖频率范围来看，CS101项目由151A规定的25 Hz ～ 50 kHz扩展到151B的25 Hz ～ 150 kHz，CS114项目由151A规定的10 kHz～ 400 MHz扩展到151B规定的4 kHz ～ 400 MHz。

新增项目CS102用于检测考核带接地线受试设备抗低频干扰信号的能力，确保受试设备在不超过施加干扰信号电平的电磁环境下正常工作。该项目在接地电缆与接地点之间施加1 V的开路电压信号，频率为25 Hz ～50 kHz。CS112用于检测受试设备承受静电干扰的能力，旨在确保预期工作处于容易产生人体静电的环境中（如装有空调的房间、使用人造纤维、塑料的环境等），以及可能与人体接触的受试设备工作性能不降低或出现任何损坏。其试验限值及要求与GB/T 17626.2一致。

1.2 项目适用性的变化

GJB 151系列标准将平台划分成9类，水面舰船和潜艇属于海军舰船装备。测试项目对海军舰船装备的适用性分为“A”“L”“S”以及“不适用”共四类。其中，A表示该测试项目适用于海军舰船装备，L表示该测试项目有条件适用于海军舰船装备，具体条件见标准的相关条款，S表示该测试项目由订购方来规定是否适用于海军舰船装备，空白表示不适用。表1列出了151A及151B测试项目对海军舰船装备的适用性要求。

表1 测试项目对舰船装备适用性对比

151B中CE107和CS115由不适用改为由订购方来规定是否适用于海军舰船装备（适用性为S），CS106由订购方来规定是否由适用于海军舰船装备（适用性为S）改为适用于海军舰船装备（适用性为A），增加CS102、CS112两个测试项目有条件适用于海军舰船装备（适用性为L）。此外，CS109由不适用于水面舰船装备改为有条件适用于海军舰船装备（适用性为L）。总的来看，151B增加了对海军舰船装备要求的测试项目。

2 项目要求限值变化

GJB 151B修改了CE101、CE102、CS101、CS106、CS114、RE101、RE102、RS101、RS103以及RS105项目的限值。

2.1 CE101

CE101用于检测受试设备电源线对外的传导发射（电流），以控制其对电网的影响及减小受试设备对船体电流的分布影响。相对于151A，151B修改了适用于水面舰船及潜艇限值（50 Hz），其他限值不变。具体变化见图1。从图1可见，GJB 151B限值要求略严，最严处的要求比GJB151A高2 dB。

2.2 CE102

CE102用于检测受试设备电源线对外的传导发射（电压），以控制其对电网的影响。151B的限值曲线与151A基本一致，只是进一步明确额定电压28 V以下与28 V的设备及分系统的限值曲线一致，额定电压440 V以上与440 V的设备及分系统的限值曲线一致。除给出不同额定电压对应限值曲线外，并提供限值计算公式。

2.3 CS101

CS101用于检测受试设备电源线抵抗外部的稳态传导干扰的能力，有电压限值和功率限值两个极限值。在实际测试时，当功率源输出功率达到按功率限值进行校验时的输出功率，即使还未达到电压限值，则也认为已满足要求。

图2为CS101电压限值比较。从图2可见，151B增加50 kHz ～150 kHz频段的限值要求，其余频段限值一样。

下页图3为CS101功率限值比较。从图3可见，25 Hz ～5 kHz频段限值要求一致，但5 kHz ～50 kHz频段的限值要比GJB 151A放宽很多（敏感度试验值和限值要求低，施加干扰信号小，即意味放宽要求），仅增加50 kHz ～150 kHz频段的限值要求。GJB 151B增加频段的限值要求，幅值相对较小，即意味着设备及分系统也较易通过。

2.4 CS106

CS106用于检测受试设备电源线抵抗外部的瞬态传导干扰的能力。151A及151B中CS106限值要求均为400 V，但151A只规定了脉冲宽度为5.0 μS，而151B除了规定脉冲宽度为5.0 μS外，还详细规定了脉冲的波形，具体参见图4。

对受试设备而言，CS106限值幅度不变、脉宽不变，只是波形更加具体，应该说受影响不大。

2.5 CS114

CS114用于检测受试设备电源线及互联电缆抵抗外部干扰的能力。

151 B中，CS114针对海军舰船设备互连电缆在10 kHz以上以及电源电缆在1 MHz以上的限值曲线与151A一致。151B与151A不同之处在于：设备电源电缆在1MHz以下的考核要求。

针对水面舰船甲板上及水下外部、金属舰船甲板及甲板下、非金属舰船甲板及甲板下平台的设备，151B中规定其电源线在4 kHz ～1 MHz的限值为A、B、F三点连的曲线，151A规定其电源线在10 kHz ～1 MHz的限值为D、B、F三点连成的曲线（如图5所示）。

针对海军水下内部平台的设备，151B中规定其电源线在4 kHz ～1 MHz的限值为A、B、C三点连成的曲线，151A规定其电源线在10 kHz ～1 MHz的限值为E、C两点连成的曲线，如下页图6所示。

从图5、图6可见，相对于151A，151B在4 kHz至1 MHz频段，对海军舰船装备电源线的考核要求要高。由于对其他电缆及电源线其他频段的要求完全一致，可认为对于海军舰船装备的非电源电缆，151B与151A要求一致；针对海军舰船装备的电源电缆，151B在1 MHz以上频段的要求与151A一致，但在1 MHz以下频段的要求更严。

2.6 RE101

RE101用于测试来自受试设备及其有关电缆的磁场辐射发射。151A中RE101包含探头位于测试点50 cm及7 cm两个位置处的限值。151B只提出探头位于7 cm处的限值，去掉探头位于50 cm处的限值，但限值有了较大变化，如图7所示。

从限值来看，151B在全频段的要求均小于151A，意味着151B在RE101项目上对设备及分系统的要求更高。

2.7 RE102

RE102用于测试来自受试设备及其有关电缆的电场辐射发射。对于RE102项目， 151A中针对海军舰船装备只有一个限值，而151B则按照受试设备安装的不同位置，分为水面舰船甲板下、水面舰船甲板上、潜艇压力舱外和潜艇压力舱内四种限值，具体如图8、图9所示。

从图中可见，151B针对水面舰船甲板下装备的限值是放宽20 dB；针对水面舰船甲板下装备的限值并无变化；针对潜艇压力舱外的设备要求则更加严格；针对潜艇压力舱内的设备，大部分频段是放宽的，只有在371 kHz至2.25 MHZ频段范围内的限值要求较为严格，但不得超过4 dB。

2.8 RS101

RS101项目是测试受试设备在给定磁场环境下的工作情况。其目的是确保受试设备在预期的磁场环境条件下不降低性能。151B与151A略有变化，如图10所示。

从图10可见，在25 Hz至2 kHz频段，151B较151A限值相当，略微小3～5 dB，但在4.13 kHz至100 kHz频段，151B的限值要求较严，尤其在100 kHz处，151B比151A的要求更严了22 dB。

2.9 RS103

RS103用于测试受试设备在给定电场环境下的工作情况，其目的是确保在平台上或平台外的各种发射天线电磁场中，工作的设备不降低性能。GJB 151B将151A水下平台分为水下平台（外部）、水下平台（内部），除水下平台（外部）提高至与舰船（甲板上）要求一致，水下平台（内部）由30 MHz ～ 40 GHz频段范围内限值调整之外，其他要求限值一致，如表2所示。

表2 RS103限值电平比较V/m

从表2可见， 151B中RS103项目对水面舰船限值要求没有变化，但对水下平台设备要求则更严格，其中，针对水下平台内部设备，在30 MHz～40 GHz限值由5 V/m提高至10 V/m；针对水下平台外部设备，在10 kHz～30 MHz频段限值由5V/m提高至10 V/m，2 MHz～40 GHz频段限值要求更是从5 V/m提高至200 V/m。

2.10 RS105

RS105主要用于测试位受试设备暴露在瞬变电磁辐射场中的工作情况，检验受试设备承受瞬变电磁场干扰的能力，其目的在于确保受试设备在瞬变电磁场中性能不降低。151B中的主要变化在于改变施加的瞬变电磁场波形。

虽然151A与151B的RS105限值要求的幅值均为50 kV，但151B的波形上升沿更为陡峭，这意味着施加的瞬变电磁场变化更加剧烈，对受试设备的要求也相应更高。

3 结 论

通过上述比较，参照GJB 151B对舰船装备的划分，表3归纳出标准变化对装备电磁兼容性要求的影响。对于舰船装备及系统，GJB 151B增加CS102和CS112两个测试项目，扩大CS101、CS114项目的测试频率范围，修改CE101、CE102、CS101、CS106、CS114、RE101、RE102、RS101、RS103和RS105项目的限值要求。总体来看，GJB 151B标准对水下装备整体上严格要求，对水面舰船装备则既有更严格要求，也有放宽之处。GJB 151B标准的变化对舰船装备的电磁兼容性设计提出新的挑战，对于推动和提高舰船装备的电磁兼容性具有重大意义。

表3 GJB 151B与GJB 151A对舰船装备要求比较

［1］中国人民解放军总装备部. GJB 1389A-2005系统电磁兼容性要求［S］. 2005：1-2.

［2］中国人民解放军海军. HJB 34A-2008舰船电磁兼容性要求［S］. 2007：1-2.

［3］中国人民解放军总装备部 . GJB 151B-2013军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量［S］. 2013：12-80.

［4］国防科学技术工业委员会. GJB 151A-1997军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求［S］. 1997：4-24.

［5］陈穷.电磁兼容性工程设计手册［M］．北京：国防工业出版社，1993：1096-1114.

Comparison analysis of electromagnetic compatibility requirements of ship equipment between GJB 151B and GJB 151A

CAO Bin1CAI Ming-juan2
(1. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 20001 1, China; 2. Institute of Specif cations and Standards, Naval Academy of Armament, Shanghai 200235,China)

“Electromagnetic emission and susceptibility requirements and measurements for military equipments and subsystems” of GJB 151B-2013 is the core and basic standard of the electromagnetic compatibility technology for the military equipment. This paper analyses the changes of the electromagnetic compatibility standard between GJB 151B-2013 and GJB 151A-1997 from the two aspects, test items and their requirement limits, and provides effective reference for enhancing the design and test of the electromagnetic compatibility of the ship equipments by using the GJB 151B-2013 instead of GJB 151A-1997.

GJB 151B-2013; electromagnetic compatibility; standard

U665；TM15

A

1001-9855（2017）03-0072-07

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.03.072

2016-09-27；

2016-12-14

曹 斌（1977-），男，硕士，高级工程师。研究方向：舰船通信导航、电磁兼容性技术。

蔡明娟（1977-）,女，博士，高级工程师。研究方向：电磁兼容性技术。