机载电子设备改装工程中电缆布线的电磁兼容设计.docx

机载电子设备改装工程中电缆布线的电磁兼容设计机载电子设备改装工程中电缆布线的电磁兼容设计[摘要]在简要介绍机载电子设备改装过程中电缆布线设计的电磁兼容问题基础上，重点介绍飞机上电线的分类及考虑电磁兼容时的布线要求，然后讨论对电磁兼容性有重要影响的接地和搭接技术。[关键词]飞机电磁兼容电缆布线中图分类号：TM645文献标识码：A文章编号：1671－7597(2008)0920032－01随着航空电子技术的飞速发展，“一代平台、多代设备”成为航空界人士的共识，因此机载电子设备改装是提高部队现役飞机战斗力的重要途径。在飞机改装工程中，电磁兼容问题是一个十分复杂而又重要的问题，而机载设备在成品厂按GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和GJB152A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》等电磁兼容有关标准进行设计和测试后，设备之间的电缆布线将是影响系统电磁兼容性的一个重要因素。一、电缆布线设计完成改装设备电气系统的逻辑原理图设计之后，就可以根据改装方案、结合飞机实际状况进行电缆布线的设计了。由于电缆是传输信号的重要途径，同时也给干扰信号通过耦合进入系统提供了载体，因此，电缆布线设计时，应进行电磁兼容性方面的考虑。当与电缆两端相接的电路工作于低阻抗时，低频磁场引起的干扰是十分明显的。低频磁场的耦合实际是一种互阻抗耦合，耦合阻抗主要是两电路间的互电感，其耦合量与干扰信号的频率、电缆的间距、耦合的长度、电路阻抗及屏蔽线屏蔽层的接地方式有关。和电感耦合一样，电容耦合也可看做是互感抗耦合，不过，耦合阻抗是两电缆之间的互电容。当然，增大电缆间的距离是减小电容耦合的一种方法。对于低阻抗电路，电容性耦合的作用较小，电感性耦合是主要因素。对于高阻抗电路，电容性耦合是主要的干扰方式，因此，在布线设计中，要尽可能降低电磁耦合，使敏感线远离干扰源，并利用现有的结构进行隔离。二、电线电磁兼容性的分类与布线要求飞机上的主要电线可分为一次电源线、二次电源线、控制线、低电平敏感线、隔离线和系统布线。一次电源线是与交流电动机、照明系统等电气负载连接的交流电源线和直流电源线。这类电线一般不需要屏蔽，可采用扭绞形式，以降低磁场耦合，和其他电线要保证有15cm的间距。二次电源线指电子、仪表与电源的布线，传输5KV以内的二次直流电压的电线也属此类，一般可采用扭绞非屏蔽线，以使辐射或感应磁场的耦合降到最低，但对射频敏感的放大器供电线，则需屏蔽。除与一次电源线外，此类线的敷设应与其它线之间保证有7.5cm的间距。连接到短时间工作的设备和部件的电线为控制线，它与电源线之间要有15cm的间距，与其它电线应有7.5cm的间距。敏感设备所使用的电线电缆为低电平敏感线，需要屏蔽处理，以避免外部电磁场的干扰和内部电磁场的辐射。隔离线指天线同轴电缆和飞行功能部件的电线，用来传输设备与天线之间的功能信号，或者作为连接飞行所需的特殊电气功能部件的电线。此类电线不能与其它类，甚至同类的电缆组合。此类电线只有在屏蔽效能可以提供兼容的情况下，才可以与天线同轴电缆组合。一般来说，接收机电缆可以组合，发射机电缆也可以组合，作为接收和发射两用电缆则不能组合。这类电线应采用扭绞形式的屏蔽线，与一次电源线、控制线的间距为15cm，与其他类线的间距为7.5cm。主电源输出馈线不屏蔽、不扭绞，与其他线的间距为30cm。单独系统的电缆安装称为系统布线，它由二次电源线和低电平敏感线组成，主电源控制与调节电线也属于此类。不同系统布线不应组合。除与一次电源线外，此类线敷设与其他各类电线的间距应不小于7.5cm，而主电源控制和调节电线应与其它线的间距为15cm。三、接地与搭接接地是设备或系统正常工作的基本技术要求之一，也是电磁兼容性能高低之关键因素。因此，接地和搭接是电磁兼容性最重要的设计内容，它具有效果突出，经济性好的优点，是较容易实现但又难于掌握的一种抑制传导干扰的方法。机载设备往往包含多种电子电路和各种电机、电气部件。地线应分组敷设，一般分为信号地（高电平和低电平）、机壳地（安全地）。考虑电磁兼容性问题，对接地的基本要求是：①接地面应是零电位，它作为设备或系统中所有信号的公共电位参考点。②接地线、接地面应采用低阻抗材料制成，并且有足够的宽度和厚度，接地线应尽量短而且足够粗，接地面的面积应足够大，以保证在所有频率上均呈现低阻抗。③良好的接地要求尽量减小多路公共接地阻抗上所产生的干扰电压，同时还要尽量避免形成不必要的地回路。④数字信号地与模拟信号地分开设计，大电流信号地与小电流信号地分开设计。搭接是将设备、组件等的外壳或构架用机械手段连接在一起，形成一个电器上连续的整体。这样可以避免在不同金属外壳或构架之间出现电位差，而这些电位差往往是产生电磁干扰的原因之一。搭接技术主要考虑以下原则：①搭接良好