基于野战被复线通信的电磁兼容性抗传导干扰研究

2018-10-19北方联创通信有限公司陈六筏王万停

电子世界 2018年19期

关键词：复线磁珠共模

北方联创通信有限公司陈六筏王万停

1 引言

电磁兼容性是指设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态[1]。包括以下两个方面：

（1）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；

（2）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境(或其他设备)带来不可接受电磁干扰。

传导干扰是指沿着导体传输的不希望有的电磁能量[1]。电磁兼容性的一个重要分面就是传导敏感度，用以考核设备抗传导干扰的能力。

部队通信由于采用非屏蔽的野战被复线，如果通信设备抗传导干扰能力不强，对传导干扰信号敏感，出现设备复位、功能丧失或性能降低等敏感现象，则表明设备的电磁兼容性不满足要求，产品不能交会使用。

为考核装备是否满足规定的电磁兼容性传导敏感度要求，电磁兼容性检测机构会按照《GJB151B-2002 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》的相关要求进行检测。对于使用野战被复线作为信号传输介质的设备，要在与其通信接口相连的被复线上按GJB151-2002中CS114[2]4kHz～400MHz电缆束注入传导敏感度、CS115[2]线缆束注入脉冲激励传导敏感度、CS116[2]10kHz～100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度规定的方法施加干扰信号，模拟其它互连设备的传导干扰信号，检验设备是否敏感。如果没有针对性的进行抗传导干扰设计，由于野战被复线是非屏蔽线，很容易感应电磁干扰信号并传输至设备内部，对敏感电路形成干扰。装备出现传导干扰敏感现象，则不能通过CS114、CS115、CS116检测。

2 CS114、CS115、CS116干扰机理

根据GJB151B-2013，电磁兼容性检测项目CS114、CS115、CS116的干扰机理相同，都是将卡钳夹在被测野战被复线上（见图1），再在卡钳上通以变化的电流以形成传导干扰，所不同的是施加的信号频率、波形、强度不同。

图1 干扰信号注入方法

施加的干扰电流I在注入卡钳中产生变化的磁场，变化磁场在非屏蔽被复线上产生感应电流I1，感应电流流入设备内部电路，对设备内部产电路形成干扰，当设备内部电路抗干扰不强时，产生敏感现象，出现性能下降，不能通过CS114、CS115、CS116检测。

3 设计措施

从公式(1)可以看出，进行CS114、CS115、CS116项目检测时，会在被复线上产生共模感应电流，感应电流与负载阻抗成反比，也就是说，为了使感应电流衰减使其不对设备电路形成干扰，必须尽量增大设备被复线接口的输入阻抗。

由于设备通信通过被复线进行信号传输，被复线上传输的是差模调制信号，而CS114、CS115、CS116项目检测时通过卡钳注入的干扰信号最终在复复线上感应出共模干扰信号，要对共模信号进行抑制，采用共模电感（见图2）是比较理想的设计措施。

图2 共模电感结构及抑制共模信号原理

共模电感是在同一磁体上同向并绕的电感，从图2可以看出，对于共模干扰电流，磁环上两个线圈产生的磁场是同方向的，磁场加强，形成较大的电感，阻碍高频电流通过，即对高频电流有较大的衰减作用。而对于差模电流，磁环上两个线圈产生的磁场是反方向的，互相抵消，此时不产生电感，即对差模信号（有用的传输信号）无衰减作用。

CS114、CS115、CS116检测项目中施加的干扰信号频率达100MHz以上，由于共模电感的绕组间存在寄生电容，共模电感对高频共模干扰信号的阻抗变低，衰减作用减弱。因此，还应采取其它方法衰减被复线上的高频干扰信号。

磁珠在低频时几乎没有阻抗，但在高频时有很高的阻抗，正好弥补共模电感在高频时阻抗下降的缺点。考虑到装备通过野战被复线进行通信时，其传输的信号带宽最大可达8MHz，选择磁珠时应选10MHz抗低于20Ω的磁珠，高频阻抗大于200Ω的磁珠，否则有可能影响低频传输信号的通信距离。图3所示中磁珠B比磁珠A更适合采用被复线通信的设备。