电磁兼容性质量控制与评估

尹航 药陵州 王博

摘 要：电磁兼容性质量控制与评估是为了评价系统、分系统设备的电磁兼容性设计及措施的合理性;为了检查电磁兼容性相关工作的落实情况并实时有效监督;为了及时解决系统研制过程中出现的电磁兼容性问题、达到其电磁兼容性要求。

关键词：电磁兼容;质量控制与评估

中图分类号：U469.11  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）12-224-02

Abstract： The quality control and evaluation of electromagnetic compatibility （EMC） is to evaluate the rationality of EMC design and measures for systems and subsystems/equipment; to check the implementation of EMC-related work and monitor it effectively in time; to solve the problems of EMC in the process of system development in time and to meet the require -ments of EMC.

Keywords： electromagnetic compatibility; quality control and evaluation

1 电磁兼容工作与质量控制

1.1 电磁兼容性日常存在的质量问题

武器装备的大量电磁兼容性问题不是由设计方案、生产要求或测试标准引起，而是受许多其他因素影响。若真正实现预期的电磁兼容性指标，需要引入质量控制与评估的手段。

1.2 质量控制

质量控制是通过监控质量活动全过程、消除中间环节不符合或潜在故障因素，以满足预期质量需求、符合使用目的的各种作业集合。

通过对质量实施过程的分析、改进，用质量控制来指导电磁兼容性工作。

2 质量控制与评估

2.1 评估对象

武器装备评估对象分为系统和分系统/设备两类。

2.1.1 系统评估对象

系统评估对象包括但不限于：电磁背景环境、屏蔽效能、耦合强度、谐振特性、布局特性、设备间干扰强度、天线布局、设备评估、线缆评估、频率管理。

（1）电磁背景环境：根据武器装备系统设计及预期的使作战环境，分析周围电磁环境对装备性能参数产生的不利影响。

（2）耦合强度：根据装备所处平台及系统内部各关键设备的电磁环境，分析电磁场与线路之间不同组合引起的耦合关系及不利影响。

（3）设备间干扰强度：重点关注敏感性设备，并评估敏感阈值风险大小。

（4）屏蔽效能、谐振特性：对关键设备进行评估。

（5）布局特性、天线布局：主要包括发射设备和接收设备空间布局的评估。

（6）线缆评估：关注大功率用电设备的线缆，评估其传导及辐射特性。

（7）设备评估：各个设备工作时需保证系统自兼容。

（8）频率管理：对设备占用频率进行合理分配，发射限值应不影响平台内其他敏感设备的敏感频段。

2.1.2 分系统/设备评估对象

分系统/设备评估对象包括：PCB设计、滤波设计、屏蔽设计等。

（1）PCB设计：电子元件上升沿的选择、时钟和带宽的选择、PCB分层、电路功能分区、阻抗匹配、去耦及旁路、接地、ESD防护等。

（2）滤波设计：电源线、信号线分别做滤波设计、滤波器安装方式等。

（3）屏蔽设计：晶振屏蔽、机箱屏蔽、显示屏屏蔽等。

2.2 评估方法

先整理电磁兼容性要求，再确定各自权重，最后确定各评分标准、进行专家评分，构成完善的评估体系。

2.2.1 确定权重值

根据现有标准，将分系统/设备问题分为I类、II类、III类，关键性及权重值依次递减。

2.2.2 确定评估标准

根据平台及使用环境，选择对应标准，确定相关限值，主要包括：

系统允许最大干扰值;使系统失效的电磁干扰值;系统电磁干扰发射限值;系统安全裕度。

2.2.3 专家打分

针对结果，进行专家打分。

2.3 四个评估阶段

2.3.1 方案阶段（F）

本阶段主要包括以下内容：

（1）分析分系统/设备之间相互干扰，评估干扰量值及风险。

（2）分析天线布局，评估方向图及耦合路径。

（3）评估频率分配、设备布局、线缆布局的合理性。

（4）分析和评估电磁环境、屏蔽效能、电磁谐振特性等是否符合设计需求。

（5）对屏蔽、接地、滤波、发射功率、谐波抑制、接收灵敏度、等设计措施进行评估。

（6）分析PCB的辐射、线路串扰、高频信号完整性等。

2.3.2 初样阶段（C）

本阶段主要包括以下内容：

（1）评估前一个阶段的设计方案，研究设计方案是否合理，关注评估结果是否落实到初样设计方案中。

（2）通过摸底测试，验证分系统/设备初样阶段的设计方案，并验证上一阶段方案的优化效果。

（3）通过关键设备电磁发射及敏感性、电磁背景环境、设备间干扰强度等对系统性能的影响因素，对系统电磁兼容性及系统电磁兼容性风险进行评估。

（4）对改进、优化后的电磁兼容性设计方案进行验证评估。

（5）对改进后的系统电磁干扰预测模型进行重新分析，通过分析结果对修正后的系统设计方案进行重新评估。

2.3.3 试样阶段（S）

本阶段主要包括以下内容：

（1）评估本阶段设计方案，主要内容是确定上一阶段的电磁兼容性评估结果及举措是否在本阶段设计方案中体现，重点考察本阶段为了满足电磁兼容性而采取的工艺控制方法是否合理、在生产加工能力之内。

（2）进行电磁兼容摸底测试，验证本阶段产品设计方案是否符合预期要求。

（3）对上一阶段电磁兼容优化措施及效果进行测试，评估本阶段样机电磁兼容性。

（4）通过分析系统内各组成单元技术参数及工作特性，预测各部分电磁兼容性指标超差对系统的影响，結合本阶段样机电磁兼容性评估结果，对系统做重新评估。

（5）对系统进行摸底测试，对照设计方案进行评估，对不满足项重新设计、优化。

2.3.4 定型阶段（D）

本阶段主要包括以下内容：

（1）通过本阶段分系统/设备定型（鉴定）试验，检验前期设计优化、生产加工等各个环节的改进效果，对分系统/设备最终电磁兼容性进行评估。

（2）通过本阶段系统定型（鉴定）试验，检验前期设计优化、生产加工等各个环节的改进效果，对系统最终电磁兼容性进行评估。

3 总结

武器装备系统、分系统/设备电磁兼容性研发过程中引入质量控制与评估是为了评价系统、分系统/设备的电磁兼容性设计及措施的合理性;保障良好的电磁兼容设计、严格的电磁兼容指标在产品研制过程中得到实现，确保电磁兼容性符合预期设计要求。

参考文献

[1] GJB72A-2002，电磁干扰和电磁兼容性术语[S].国防科工委，2002.

[2] 航空军工产品电磁兼容性设计与试验基础.北京航空航天大学， 2013.