浅谈电磁干扰的抑制

一、引言
迅猛发展的电子技术和武器装备信息化，使得区域电磁环境变得异常复杂，各设备之间的相互影响越来越明显，电磁干扰处处存在。一个电磁兼容性比较好的区域电磁环境，必须有效抑制各种有害干扰，各种电子系统或设备的抗干扰能力才能提高，保持协调有序的工作。
二、电磁干扰的危害
电磁干扰会引起设备、传输通道或分系统性能下降；如果干扰十分严重，就可能导致设备或系统失灵，出现严重故障或事故。
（一）降低技术性能指标
无线和有线电话，受到电磁干扰会使信号发生畸变失真，严重时可完全被电磁干扰淹没。电磁干扰使语言清晰度变坏。雷达显示器、传真、电视、图示和字母数字读出器等图像显示系统，在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错。轻微干扰也会使图像质量变差、清晰度变低和误差变大。
电磁干扰使数字系统误码率增大，降低了信息的可靠性，严重时会发生错误和信息丢失；电磁干扰会使指针指示错误、抖动和乱摆，降低系统使用功能；自动控制系统受到电磁干扰时，可能出现失控、误控或误动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。
（二）电磁兼容性故障
电磁干扰降低系统设备技术性能指标的现象极为普遍。强电磁干扰使无线电接收机前端电路烧毁不能恢复正常工作:游乐场过山车因电子游戏机电磁干扰失控而相撞，造成游客受伤；核电站因移动电话造成工作故障。电磁兼容性故障会给国防、工业、交通运输、医疗和科研等带来巨大损失并危及人身安全。
（三）误燃
电磁干扰使金属之间因电磁感应电压而产生电火花或飞弧，引燃该处易燃气体导致易燃物燃烧。燃油等易燃耗液(气)体在容器内或管道内流动摩擦产生静电积累、在一定条件下发生静电放电也可能误燃，可能引起火灾爆炸事故，特别是接地装置失效时，更会加剧上述危险发生。
（四）误爆
电爆装置暴露在强电磁干扰的环境中有可能发生误爆。在安装有电爆装置的系统设备中，由电磁干扰产生的感应电流或来自其它设备的电磁干扰传导电流施加到电爆装置上时，就可能发生误爆。电磁干扰误爆会使功能爆炸失控、早爆和误爆，危及系统设备和人员的安全。
（五）电磁泄密
电磁干扰中含有大量信息，现代侦测系统很容易从电磁干扰中得到重要信息，可能造成政治、军事、经济和工业等保密信息的泄密。国家利益需要的科研、军事、工业等隐蔽设施项目，在成果尚未投人使用前，试制调整试验过程产生的外泄电磁干扰可能会造成电磁暴露。
（六）电磁辐射危险
电磁波作用到人体和动植物上，可以被反射、吸收和穿透，这种非电离射频辐射生物效应，一直被人类关注。电磁辐射可导致中枢神经系统机能障碍和植物神经功能紊乱、眼睛损伤、诱发癌症或免疫缺陷性疾病。
三、抑制电磁干扰、改善电磁兼容性的基本措施
为有效抑制复杂电磁环境下的电磁干扰，必须从电磁干扰的产生源、耦合和传输途径、受体抗干扰能力等来全方面考虑减少电磁干扰的方法和手段。
（一）频域上隔离
复杂电磁环境信号是在整个电磁频谱上宽带分布的，但不论是辐射源产生的干扰信号还是传导干扰信号，它们都可以分解成不同频谱信号的叠加，所以可以从频域仁对干扰信号进行隔离，利用要接收的信号和干扰电磁场所占有的频域不同，将所需的频率成分加以接收，有害频率成分加以剔除，从频域进行干扰抑制。首先，对于干扰产生源要进行严格的隔离，总体上对所有辐射源占用频谱进行整体规划、频率合理分配，有效抑制辐射源产生的有害杂波和多次谐波，减少干扰信号的产生。其次，从信号传输路径上来减少电磁干扰，对长信号传输线输送的信号进行频域信号处理，可在信号传输中采用扩频技术、伪随机码调制技术等。
还可以对传输信号进行频率变换，将射频信号转换为光信号，利用光缆进行传输，以避开电磁干扰信号的频域范围，防止电磁干扰。最后就是对敏感电子设备工作频域进行隔离保护，使其免受电磁干扰的危害。频域滤波是干扰防护的一个重要手段，特别是当电磁干扰覆盖很宽频谱，而要接收的信号占较窄频谱时，应优先选择滤波的方法。
（二）空域上屏蔽
在复杂电磁环境下，电磁干扰无孔不入，遍布全空域。从空域上采取电磁防护措施时，对于强辐射源和高灵敏度的接收设备，首先应该从发射机和接收机的天线技术做起，尽量变窄波束宽度，降低副瓣电平，减小副瓣波束辐射或接收电磁波。发射机副瓣波束对周围电磁危害较大，而且往往容易引来反辐射武器的攻击，所以要尽量抑制天线副瓣，减少电磁危害。侦察装备接收机副瓣容易引起测向错误，造成情报失真，所以要使测向天线主瓣波束宽度尽量的窄，同时降低副瓣电平或采用副瓣对消技术，尽量抑制干扰信号进入接收机。
其次就是各种电子设备箱体上的任何小孔、缝隙都能引起电磁波的藕合进人机箱，藕合进来的干扰信号对机箱内的集成电路和一些敏感元器件直接作用很容易产生干扰危害。减小空间辐射耦合的防护主要靠屏蔽的方法，屏蔽可以分为电场屏蔽和磁场屏蔽，一般用金属铜、铝等制作屏蔽盒抑制电磁干扰。在工艺上也有多种方法，一般针对不同的环节采用不同的屏蔽措施。当电磁干扰的波长与孔缝尺寸相当时，电磁干扰很容易通过这些孔缝进入腔体，所以阻止电磁干扰进人腔体主要还是做好这些部位的密闭，起到电磁屏蔽作用。常用的方法有加装金属套进行屏蔽、区域拉网屏蔽的措施，给卫星通信系统周围加装金属屏风，给野战指挥所涂屏蔽涂层，用屏蔽网遮盖帐篷，以防电磁干扰危害己方设备，同时也可以防止电磁信息对外泄漏。

（三）时域上回避
复杂电磁环境下抑制电磁干扰除了采取隔离与屏蔽的方法外，还可以利用电磁干扰的时域和能域特征来抑制其危害，这种技术还可以用来防御强电磁脉冲对信息化武器装备的攻击。采用时域间避防护的措施有主动时域回避和被动时域回避两种。当信一号的出现时间和电磁干扰出现的时间有确定的关系，而在时域上可以容易分开时，可采用主动时域回避法。实际战场环境下，对于己方的电磁干扰来说，主动时域回避是可以实现电磁兼容的；当作战双方干扰都存在时，它们的时间关系一般很难掌握因此，当干扰出现的时间与信号出现的时间无确定规律、或无法预测时，只能采用被动时域回避法，即在瞬时干扰的前期征兆出现时，利用高速电子开关立即关闭信号通道、切断电源，使系统暂时停止工作，并将存储的信息迅速转移至存储器中，待瞬时干扰过去后，再重新打开信号通道、接通电源，恢复系统工作。
四、结束语
电磁环境已变得越来越复杂，呈信号密度大、涉及面广、复杂多变、干扰严重的态势。我们必须从整个电磁环境的频域、空域、时域多维入手；从干扰抑制的基本手段出发，将屏蔽、滤波、接地等技术多重结合；从辐射电磁干扰信号的辐射源到耦合传输途径，再到受干扰的设备，进行多层防御。以“多维入手、多重结合、多层防御”的战技术措施有效抑制电磁干扰，合理改善复杂电磁环境下的区域电磁兼容性。一定要针对不同设备及生产环境的不同要求，根据现场实际和具体的经济、技术情况，把理论与工程实践进行有机的结合，才能取得满意的效果。
[参考文献]
[1]王汝群.战场电磁环境厂[M]北京:解放军出版社.2006.
[2]侯印鸣.综合电子战----现代战争的杀手锏[M].北京:国防工业出版社，2000.
[3]杨柯俊.电磁兼容原理与设计技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.
（作者单位：海军蚌埠士官学校）