摘要：电磁兼容性是电子设备或系统的主要性能之一,电磁兼容性设计的目的就是使电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容,是电子设备或系统规定的功能得以实现、效能得以充分发挥的重要保证。为了确保机载产品装机后的飞行安全，大部分航空电源产品在装机前均要求进行电磁兼容性试验，其中最为突出的是辐射干扰和传导干扰超标。
关键词：航空电源产品；电磁兼容性测试；
目前，电磁兼容设计在电子产品研发中已形成了完整的体系，电磁兼容设计存在于产品设计的全过程，在电子产品设计中的重要性日益突显。电子产品只要具备电磁兼容性，就可以在电磁环境中正常工作且不对该环境中任何物体构成不能承受的电磁骚扰能力。
一、电磁兼容概述
随着设计人员对电磁兼容的深入研究，设计理念已经不再是被动地解决电磁兼容指标问题，而是转化为以预防为主，设计手段多种兼用。电磁兼容性设计以前仅仅只是通过外加屏蔽罩来抑制外界干扰的影响，如今在设计开始时就采用了多种措施，如：屏蔽、滤波、接地、瞬态脉冲干扰、印制板设计、设备内部布线、干扰抑制等技术，提高了电磁兼容设计的质量和效率，广泛应用于工程实践中。电子产品在规定的电磁环境中工作时，能够实现正常功能，而且不受环境中电磁的干扰而影响工作性能。电子产品在规定的电磁环境中保持正常工作，而且不会对环境造成电磁干扰，影响其他设备的正常工作。
二、航空电源产品电磁兼容性测试
测试目的是检测所有电源线、互连控制线和信号线上的传导发射。为了保证测试场地电磁环境的纯洁性，在交流电源系统的受试产品在电磁屏蔽室内安装调试完毕后，开启自动控制计算机和电磁干扰测量仪，对环境电平进行了扫描，电磁环境宽带发射、窄带发射均满足规定的试验样品在断电情况下电磁环境电平至少应比允许的极限值低的要求，电磁环境符合测试要求。为了保证测试场地电磁环境的纯洁性，在交流电源系统断电情况下，开启自动控制计算机，对环境电平进行了扫描，电磁环境宽带发射、窄带发射均满足规定的试验样品在断电情况下电磁环境电平至少应比允许的极限值低要求。测试天线距离系统:-，在系统连续工作状态下，对系统所有产品及电缆线进行检测。在频段通过有源杆状天线接收系统的辐射电磁场， 扫描曲线频段通过双锥接收天线接收辐射电磁场，并且进行水平极化和垂直极化两种方式扫描；在频段通过对数螺旋天线接收辐射电磁场。目的是测量电子、电气设备对注入到其电源线上的电磁能量是否敏感，试验布置系统在连续工作状态下，开启自动控制计算机、合成信号发生器及射频功率放大器给交流发电机控制器4>E电源输入线、系统地线之间注入干扰信号，所施加的干扰信号幅值为在所选取的10个频率点上每点驻留时间为9秒。系统在施加干扰的过程中工作正常，该电源系统对施加的干扰信号不敏感。系统在连续工作状态下，通过尖峰信号发生器给交流发电机控制器电源输入线、系统地线之间施加幅值持续时间为4分钟。系统在施加尖峰信号的过程中工作正常，电源系统对施加的尖峰干扰信号不敏感。系统在连续工作状态下，对系统施加辐射电场，发射天线距离系统频率范围内对系统辐射频率范围内天线分水平和垂直极化波两种方式施加场强；在频率范围内通过喇叭天线辐射电场，在按上述要求进行试验的过程中，在所选的每个频率点驻留时间均为>秒，测试过程中系统工作正常，所有产品工作状态下的试验参数均满足要求，可见，该系统对所施加的辐射电场不敏感。
三、航空电源产品电磁兼容性设计
1.布线设计。电子控制器中各功能模块所采用的印制电路板是多层板, 电磁兼容性是印制电路板设计要解决的一个主要问题。
印制电路板设计得当, 将具有减少骚扰和提高抗扰度的优点;如果设计不当, 将使载有小功率、高精确度、快速逻辑或连接到高阻抗终端的一些导线受到寄生阻抗或介质吸收的影响, 致使自身发生电磁兼容性问题。因此, 在印制电路板设计中采取了以下方法和措施。尽量使电路中的电流环路保持最小使用尽量大的地平面, 以减小地线阻抗。合理安排层间布局, 电源平面与地平面分开, 并置于接地平面之下，大信号与小信号、数字电路与模拟电路、频信号与低频信号尽量分开走线, 以防止各种信号间的相互干扰;任意2 条印制线之间的距离不小于2 倍的印制线条宽度, 以防止印制线间发生电磁串扰，在电路板上加入一定量的去耦电容和旁路电容。去耦电容用来滤除由高速器件在电路板上引起的骚扰电流, 还能降低印制电路中的电流冲击的峰值;旁路电容用来消除印制电路板上能产生共模骚扰的高频辐射噪声。为防止各类连线间的相互串扰, 所有功能模块间的连线采用母板结构。在母板中强、弱信号分层走线, 中间用地层隔离。母板与接插件的连线采用屏蔽导线, 并按信号的不同分别绑扎。在进行电磁兼容性摸底试验中发现, 俄罗斯同类产品的电磁兼容性较差。分析其原因, 关键的一点是与外部连接所用的接插件是绝缘的, 因而导致接地和屏蔽出现漏洞。因此, 在自行设计中全部采用非绝缘接插件, 以保证接插件与机箱一起构成完整的屏蔽体。
2.接地设计。接地设计的基本目的是消除各支路电流流经公共地线时所产生的噪声电压和避免受磁场或地电位差的影响。接地设计包括信号线的接地、电源线的接地、机箱的接地和搭接设计等。电子控制器中地线种类很多, 有数字地线、模拟地线、信号地线、屏蔽地线、功率地线等, 设计时着重为了防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路, 信号地线是与机箱绝缘的, 即单元电路是悬浮地线。由于电子控制器的工作频率较低, 故采用并联单点接地的方法, 每一功能模块都接到1 个单点地上, 每1 个子单元在同一点与参考点相连, 地线上其他部分的电流不会耦合进电路, 解决了共阻抗耦合和低频地环路的问题。电子控制器的外部电源与控制器内部所用的二次电源通过DC/DC 变换模块实现了隔离。机箱通过搭铁线与飞机的框架相连。为了减少电路之间不必要的耦合, 在电子控制器中设置了一些屏蔽体。这些屏蔽体通过短、粗、直的连线接地, 以保证与地之间的低阻抗连接。
3.屏蔽设计。机箱上各种必需的穿孔(装接插件等)和缝隙(前、后面板等), 会引起导电的不连续, 产生电磁泄漏, 使屏蔽效能降低。因此, 机箱的主要结构零件采用锻铝金属切削加工和防锈铝焊接加工而成;对用螺钉紧固连接的各配合面专门设计了用以密封和加强电磁兼容能力的密封凹凸槽, 采用导电橡胶材料作为垫圈;另外还采用了非绝缘接插件, 接插件与机箱的结合部采用高性能电磁兼容屏蔽材料作为衬垫。这些措施使机箱成为一个完整的电导体。进、出电子控制器的电缆耦合, 会把控制器中由某些器件产生的电磁骚扰传导到机箱外, 造成辐射;也会将外界的骚扰传导到屏蔽机箱内, 对电路模块造成干扰。设计中, 母板与接插件间用屏蔽线连接, 并将电缆屏蔽层与壳体作360°的端接。所有功能模块的导热冷板与机箱外壳相连, 以减少共模干扰。将易产生干扰的器件或电路(如电源滤波器、火探器激励源等模块)安装在控制器的底部, 并用金属屏蔽体隔离, 以防止干扰电磁场通过空间向外传播。
影响航空电源产品电磁兼容性的因素是多方面的，尤其对电源系统来说就更为复杂，要针对具体问题采取相应的措施。
参考文献：
[1]王锡吉.电子设备可靠性工程[M].西安:陕西科学技术出版社,2018.
[2]王庆斌,刘萍,尤利文,等.电磁干扰与电磁兼容技术[M].第1 版.北京:机械工业出版社,2018.
[3]董诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].第4 版.北京:高等教育出版社,2016.