张禹 王赫
中电科光电科技有限公司 北京 100015
摘要：随着科技的发展，促进了红外成像系统的发展，在红外成像系统中，电磁的兼容性设计问题，受到了广泛关注，所以要充分分析系统的电磁环境，并根据系统的电磁兼容理论，来提出有效的设计方案，才能充分证明设计的有效性，因此要采取积极有效的措施，促进设计的有效性，进而提高系统的兼容性，所以要充分研究电磁兼容性设计，才能使红外成像系统更加完善。
关键词：红外成像；电磁；兼容性；设计
当前在电磁领域中，相关的技术发展迅速，电磁兼容的一种以电磁常理论作为基础，其中包含了信息和电工，以及电子和通讯，还有材料和结构等相学科，是一个边缘性的学科。这门学科也研究有限空间和时间，并且研究了频率资源条件下，各种电子设备或者系统，在同一个电磁环境中，可以进行相互兼容，但是不能引起性能降低的应用科学。随着大规模的集成电路发展，以及电力和电子技术的发展，促进了电子和控制系统的发展，目前以已经成为了一种融合了电机和功率电子，还有微电子一体的综合性系统，这种系统也是自动化系统，所以可以使系统中的电磁环境，具有较强的复杂性，并以成倍的速度增加。所以在这种复杂性的环境中，如何减少各种设备之间的电磁影响，同时还要保证系统和设备的正常运行，这需要进行更加深入的研究。以红外成像系统为研究对象，对相关的电磁环境进行研究和分析，充分地进行设计和运行，解决了电磁兼容性问题，并进行了改进和研究，有效地解决了当前存在的技术问题，更好地促进了相关行业的快速发展。
1红外成像系统的基本情况介绍
红外成像系统是一中集合光、机、电一体的平台，是一个相对比较全面的系统，该系统的主要功能，就是对远红外目标的稳定成像。一般情况下，都是采用了三自由度的框架结构，可以快速地实现滚转和俯仰以及方位轴运动。当红外成像的组件安装在台体时，可以运用敏感目标，还有背景的红外辐射，将其转换为电信号，并输送给信号处理电路的过程。在信号处理电路中，实时的图像分区目标还有背景，在截获目标时存在一定误差的，对于这些误差系统可以将误差信号，及时地传送到平台控制电路中，同时也可以将该图像信号，送入到显示器上，进行实时地显示。一般情况下平台控制电路，会根据目标的误差信号，来形成相应的控制信号，之后经过功率放大后，可以驱动台体转动，从而有效地保留了成像目标，一般情况下目标位于图像中心位置。在台体和安装的电机，以及速度陀螺以及电位计，还有红外成像的组件之外，整个系统都是安装在一个长、宽、高在40cm*20cm*20cm舱体中，所以电源和信号还有走线，都是在舱体的上下表面，位于两个布线槽当中。在该系统中，有高频信号电路，也有低频信号电路；有强电电路，还有弱电电路；有频发开关动作电路，也对扰动敏感的微弱信号电路。所以这里的电磁环境相对比较复杂，如果在设计的过程中，没有对电磁兼容性进行充分考虑，就会给系统性能来的很大影响，使系统受到电磁干扰，甚至导致系统不能正常工作。
2电磁环境分析
2.1电磁干扰发生的基本条件分析
通过理论研究和实践充分地证明了，不管是复杂的系统，还是比较简单的装置，任何电磁干扰的发生，应当具备三个基本条件。第一，具有干扰源。第二，是干扰传播突击。第三，被干扰对象相应。所以在干扰源和传播途径，以及敏感设备这三个方面，统称为电磁干扰的三要素。通过对电磁环境的分析，人们更多地将眼光放在了系统层面上，同时分析了各功能电路之间的电磁干扰，还有电磁兼容性的问题。在该系统中，功率放大器和力矩电机，有非常强大的电磁干扰作用，是重要的电磁干扰源。
2.2系统容易出现的问题
首先，是波形品质较差。当功率放大器在输出波形时，低电的部分会出现间歇性干扰噪声，主要表现为出现固定不规则的毛刺，并且有噪声的出现，这时电机的输出力矩会减小，当毛刺的幅值变大时，电机的输出力矩损失较大。其次，图像闪白的情况。如果出现图像闪白情况，就表现为图像中有闪烁的亮点，还有多条不规则的横条纹，这样的情况，降低了图像的清晰度。不仅给图像处理带来一定困难，也影响了图像的稳定性，所以应当采取合适的抗干扰措施。
3兼容性设计分析
3.1抗干扰三要素分析
抗干扰技术，主要有三个要素分别是；第一，抑制电磁的干扰源。可以在电机和电刷之间，另外加一个有滤波作用的瓷片电容，电容值一般在10nF或者是100nF。第二，是切断电磁的干扰和耦合途径。主要是要安排好电路板的合理位置，并且要设计单独的电压和地系统，还要注意信号传输的问题，以不阻断电路之间联系为基础。第三，降低了电磁的敏感设备的敏感度。敏感设备注意是图像处理和传感器信号处理电路，要注意降低电磁干扰的敏感性。具体办法要选择低噪音的原件，还要尽量降低系统宽带，合理地设计接地线路，采取相关的去耦合技术，这样才能更好地实现电磁的兼容。
3.2提高系统的控制精度
该系统是一个高精度系统，具备响应速度快的特点，所以功率放大电路部分，一般都是采用了电力电子器件，所以功率相对较大，可以实现宽范围的控制，同时也可以实现速度和位置控制，具有很好的性能。该系统是利用全控型的电力电子器件开关，其特性是可以调制和固定电源和直流电源，而电力电子器件，要用一个固定频率来进行接通和断开，并根据实际需求，改变周期内的接通和断开时间。
3.3被干扰对象控制
在该系统中，小信号的电路，主要是由红外成像的组件来输出模拟视频信号，而本系统所采用的红外成像组件，在输出电压量级方面，一般都是数百毫伏的，所以在台体位置偏离角度方面，还有台体运动角的速度方面，都是不大的情况下，电位计输的也是小的信号。而这些小的新信号，非常容易受到干扰的，会影响图像的稳定性。所以要加强电路的受干扰程度，这样才能确保图像和系统的稳定
结束语：
在红外成像系统中，大多都采用的是电子器件，由于是这样的情况，就需要特别注意兼容问题，只有综合地考虑各种影响因素，才能有效地制定解决措施，从而确保系统在电磁环境中，可以有良好的性能，并且正常地运行。
参考文献：
[1] 武宝军, 敖志伟, 李亦君. 红外成像跟踪系统中的电磁兼容问题研究[J]. 变频器世界, 2009,111:109-112.
[2] 李永刚, 王平, 李志强. 机载光电成像系统电磁兼容性设计[J]. 激光与红外, 2019, 03:669-673.
[3] 郑新波, 潘鸣, 裴云天. 应用于红外成像系统实验室的避漏电保护LISN设计[J]. 红外技术, 2020, 02:649-653.