船舶通信中控设备的电磁兼容性设计

船舶通信中控设备的电磁兼容性设计

汪洪涛

招商局重工（江苏）有限公司  江苏南通 226116

摘要：船舶通信中控设备的电磁兼容性设计至关重要，以确保设备的稳定运行和通信质量。本文首先介绍了通信中控设备电磁干扰对船舶设备和环境的影响，强调了其重要性。在电磁兼容性设计中，关键点包括电磁耦合干扰、工频电源干扰和传导干扰等因素，需要综合考虑。合理运用接地技术是确保设备抗干扰性的关键措施之一。通过综合考虑这些因素，船舶通信中控设备的电磁兼容性设计能够有效地提高设备的稳定性和可靠性，保障船舶通信系统的正常运行和安全性。

关键词：通信系统；通信中控设备；电磁兼容；抗干扰

1引言

船舶通信中控设备的电磁兼容性是指这些设备在电磁环境中能够正常工作而不会产生电磁干扰或者受到外部电磁干扰影响的能力，在船舶上，各种不同类型的通信设备如雷达、卫星通信设备、GPS等需要在相对狭小的空间内协同工作，因此电磁兼容性显得尤为重要，良好的电磁兼容性设计可以减少外部干扰对通信中控设备的影响，确保其稳定运行，从而提高通信系统的可靠性和稳定性[1]。电磁兼容性设计要求考虑电磁耦合干扰、工频电源干扰、传导干扰等因素，通过合理的设计措施，有助于优化电路设计，降低干扰对设备性能的影响。良好的电磁兼容性设计有助于降低通信中控设备与其他设备之间的干扰，确保通信质量和数据传输的稳定性。通过综合考虑设备之间的电磁兼容性，可以提高整个通信系统的性能和可靠性，确保船舶通信工作的顺利进行。

2通信中控设备电磁干扰的影响

船舶通信中控设备的电磁干扰会对船舶及其周围环境造成多方面的危害，电磁干扰导致通信中控设备之间的通信质量下降，影响通信的稳定性和可靠性，甚至引发通信中断，增加通信风险。强烈的电磁干扰导致通信中控设备的故障或损坏，影响设备的正常运行和寿命，进而影响船舶的通信能力和安全性。电磁干扰影响船舶导航设备的正常运行，降低导航系统的精确性和准确性，增加船舶在海上航行中的风险。电磁干扰导致船舶通信中控设备显示错误信息或失效，给船员带来误导，增加船舶在海上的安全风险。强烈的电磁干扰对周围环境和其他船舶的通信设备造成干扰，影响海上通信网络的整体稳定性和可靠性[2]。因此，船舶通信中控设备的电磁干扰对船舶安全和通信系统的正常运行具有严重影响，需要重视并采取有效的措施来控制和减少电磁干扰，确保船舶通信设备的稳定性、可靠性和安全性。

3通信中控设备电磁兼容性设计关键点

在船舶通信中控设备的电磁兼容性设计中，考虑到与卫星通信、智能终端、电台等设备连接时可能存在的微波干扰、射频干扰以及工频干扰，以及需具备专门实线接口来连接不同类别的电子设备，传导干扰也是一个需要关注的重要因素。综合考虑这些干扰因素，进行电磁兼容性整体设计至关重要。在船舶通信中控设备的电磁兼容性整体设计中，不仅需要充分理解各种干扰因素的影响，还需要采取相应的措施来降低干扰对设备的影响，确保设备在复杂电磁环境下稳定可靠地运行。

3.1电磁耦合干扰

对于船舶通信中控设备的电磁兼容性设计，特别是在面对电磁耦合干扰时，确保电磁屏蔽的合理选择是至关重要的。选择合适的屏蔽材料。根据设备的工作频率和具体环境需求，选择能够有效屏蔽电磁辐射的材料，如铁氧体、铜等，评估不同材料的屏蔽效果，确保选择的材料能够有效地减少外部电磁干扰对设备的影响。在设计通信中控设备时，考虑设备之间的距离和布局，减少电磁耦合干扰的性，采取隔离措施，如使用屏蔽罩或隔离间隔，防止设备之间的电磁耦合干扰，确保设备的接地系统良好连接，减少的接地环路噪声，提高设备的抗干扰能力。在设备设计完成后进行电磁兼容性测试，验证设备在真实环境中的抗干扰能力，及时发现并解决潜在问题，在船舶上进行实地验证，考虑船舶特有的电磁环境，确保设备在实际工作中能够稳定运行。

3.2工频电源干扰

在船舶通信中控设备的电磁兼容性设计中，工频电源干扰是一个重要的考虑因素，确保电源滤波设计合理是有效控制电源传导干扰的关键途径。通常建议将滤波器的截止频率设置为10倍工频的频率。这有助于有效地过滤掉工频及其谐波的干扰信号，在选择交流共模截止频率时，需要符合相关的检测要求规定，确保滤波效果达到标准要求，在保证滤波器体积的情况下，最大程度地减少共模截止频率，以提高滤波器对共模干扰的抑制效果。在电容器的选择上，应该考虑选择高频特征的电容器，以确保在高频干扰信号下有较好的滤波效果[3]。在设计电源滤波器时，需要平衡滤波器的性能和体积，确保在有限的空间内达到良好的滤波效果，定期检查电源滤波器的工作状态，确保其正常运行，及时更换损坏的部件以保持其良好的滤波效果。

3.3传导干扰及电路抗干扰

在船舶通信中控设备的电磁兼容性设计中，传导干扰和电路抗干扰是需要重点考虑的方面。通信中控设备的实线接口应该采取非共地传输形式，以减少共地传输引入的传导干扰。在数字信号通道的选择中，采用高电压耦合电路可以提升电路的抗干扰性能，减少外部干扰的影响。确保电路工作模式的选择是科学合理的，根据通信中控设备的工作曲线性质，减少谐波输出分量。避免使用倍频形式，而是通过放大模式提升音频功能。在保证通信中控设备的电磁响应速度的情况下，尽量降低晶振频率，以减少电子设备对外部电磁波的辐射。

4合理运用接地技术

船舶通信中控设备的电磁兼容性设计中，合理运用接地技术是非常重要的。对于船舶通信中控设备，采用单点接地设计是一个常见的做法。通过将所有设备的接地点连接到一个统一的地点，可以降低接地回路的阻抗，减少地电位差，从而减少接地干扰。选择低阻抗的导线用于接地，以确保接地系统能够有效地传导电流，降低接地回路的电阻。设计接地回路时，尽量减少环路面积，避免形成大的回路，以减少感应的电磁干扰。在设计中应尽量将敏感设备的接地回路与引入干扰的设备隔离，避免共享接地导致干扰传播。选择良好的接地点，确保接地系统能够有效地将干扰电流引入地，减少干扰对设备的影响。定期检查接地系统的连接是否良好，确保接地系统的可靠性和有效性。

4结论

船舶通信中控设备的电磁兼容性设计是确保设备在复杂电磁环境下正常运行并且不会对周围环境和其他设备造成干扰的重要方面。通过采取非共地传输形式等措施，有效控制传导干扰的影响，提高设备的稳定性和可靠性。选择高电压耦合电路等方法，提升电路的抗干扰能力，减少外部干扰对设备的影响。科学合理地选择电路工作模式，减少谐波输出分量，避免倍频形式的应用，提升音频功能。降低晶振频率，减少设备对外部电磁波的辐射，降低设备对周围环境的影响。

未来可以考虑引入智能化技术，如人工智能算法用于优化电磁兼容性设计，提高系统的自适应性和抗干扰能力。探索新材料在电磁屏蔽和抗干扰方面的应用，以提高设备的抗干扰性能和稳定性。进一步优化船舶通信中控设备的系统集成设计，提高各个组件之间的协同性，降低整体系统的电磁干扰水平。

参考文献：

[1] 周帆.船舶通信中控设备的电磁兼容性设计初探[J].通讯世界, 2017(17):2-5.

[2] 周玉猛,曹亚辉,马魁.通信设备电磁兼容设计研究[J].通信电源技术, 2023, 40(9):32-34.

[3] 赵新梅,辛超博,赵新忠.浅析通信设备中接地问题的研究[J].中国新通信, 2019(10):12-14.

作者简介：汪洪涛，（1988-02），男，汉族，辽宁朝阳人，招商局重工（江苏）有限公司  技术中心，本科 学历，研究方向：船舶电气及自动化