舰船信息系统信号接地的电磁兼容性分析

陈渝

摘要：在现代舰船的建设上电磁兼容性是非常重要的一项性能，现阶段能够改善电磁兼容性的重要手段就是构建电磁信号接地系统。本文就从系统和设备的角度来对舰船信息系统的接地技术进行了详细的分析，并给出了一系列可行的设计方案和建议，希望能够给相关人士带来帮助。

关键词：舰船信息系统;信号接地;电磁兼容性

引言：

随着信息技术的不断发展，各国的科技水平开始不断地提高，舰船信息系统的处理能力和各项功能也开始逐渐地被优化，突出表现为系统的开始扩展，当前我国拥有的水面舰船作战指挥系统一共有100多台设备，并且每个设备之间都存在着复杂的系统，再加上舰船信息系统运行的过程中很容易受到外界因素的影响，无法正常发挥信号接地系统的作用，甚至会影响舰船信息系统的正常传输。因此必须要加强对舰船信心系统接地设计的重视，让其可以更好地发挥作用保证舰船信号系统信号接地的电磁兼容性。

一、电磁兼容性的概念

自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来，主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性。电磁兼容性主要是指设备或系统在符合要求的电磁环境下正常运行，并且不会对环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰，也不能超过一定的限值;另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。现阶段对于电磁兼容性的主要措施就是接地，接地目的有三个：一是让电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统正常运行;二是要防止外界电磁场的干扰，达到很好的屏蔽效果;三是要保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，接地可以有效地避免舰船系统遭到毁坏。另外一般大地接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

二、对信号接地设备的考虑

（一）对设备信号接地的设计

在对设备进行信号接地进行设计的时候可以采取混合单点接地的模式来将各个信号通过信号接地汇流排连接起来。如果在每个单元电路都采取了有效的电磁兼容性设计，就要让各个线路的信号都趋于稳定，这样一来可以大大减少信号接地工作的设计工作量。另外如果信号接地过程没有顺利完成，整个设备的电磁兼容性都会受到影响，一旦设备逻辑单元产生干扰信号就导致过接地导体就会导致出现空间辐射，这种辐射效应的频率会在接地导体的附近格外明显[1]。

（二）互连电缆接地

通常情况下在对数据进行传输的时候会采用一些双屏蔽的多芯电缆，有的时候也会和带有滤波功能的连接器一起使用，这样一来可以达到更好的效果。在互连电缆中，电力施工人员通常会忽视对射频和视频同轴接地的问题，其中最常见的错误就是没有在连接器和电缆外层编织护套之间产生环接。要知道和普通的电缆外层编织护套不同，电缆外层编织护套一般可以提供信号回流，如果是在一些电磁兼容性要求比较高的场合可以采取特殊的双层屏蔽同轴电缆。

三、舰船信号系统信号接地的电磁兼容性

对于舰船来说，由于它的空间有限，再加上其内的电气、电子设备等分布比较密集，电磁内部的环境也比较的复杂，很容易受到外界电磁的干扰，影响整个设备的正常运行。舰船信号系统信号接地的电磁兼容性作为系统电磁兼容性设计的重要环节，信号接地过程和屏蔽、滤波以及信号的完整性等都有很大的关系，因此必须要加强对信号接地系统的设计和测试，不断地优化接地效能的评估体系。

四、舰船信号系统信号接地的电磁兼容性分析

通常在对舰船信号系统信号接地的电磁兼容性进行设计的时候常见的问题就是很多设计人员会将接地系统看作一个水塘，但是实际上接地系统的本质就是给电流提供通路，这样干扰噪声就不会在连入接地系统之后下消失。这一点设计人员一定要格外注意，接地系统阻断频率变化的通路特性对于舰船信号系统信号接地的电磁兼容性非常重要。

在实际的设计过程中由于受到非预期通路以及一些杂散电容和导体感抗的影响，实际的舰船信号系统信号接地的电磁兼容性就会变得非常复杂。有些时候在一个系统中还会存在不同的接地需求，向功率电源设备和敏感电子设备它们二者之间的接地目的就不同，但是由于存在着供电关系所以必须要对其进行电气连接，在实际的操作过程中也只能利用同样的接地介质。但是换一个角度来看，想要避免船体形成和船体特征电磁信号的干扰，又必须要对对接的过程进行控制，这样才可以有效地减少干扰信号流经船体的程度。通常情况下在对舰船信号系统信号接地的电磁兼容性进行设计的时候会出现三种结果：没有明显的效果、出现电磁干扰或者抑制电磁干扰[2]。基于此，设计人员在对舰船信号系统信号接地的电磁兼容性进行设计和研究的时候一定要对其进行必要的測试和验证，只有这样才可以很好地减少电磁干扰，从而帮助更好地为系统信息传输提供有效的参考，并且还可以在一定程度上保护整个系统，减少电磁兼容性带来的风险。

结束语：

总而言之，随着人们现代信息技术的不断发展，舰船信息系统开始不断地壮大起来，这给信号接地设计带来了巨大的挑战。舰船信号系统信号接地的电磁兼容性会受到很多因素的影响，特别是一些非开发发部件的应用。如果只是从系统层面来对接地设计进行分析的话并不能带来很好的电磁兼容性效果。因此设计人员在设计的时候应当从各个方面来进行考虑，从而达到约束系统对信号接地的约束和控制。

参考文献：

[1]朱达， 颜伟， 王恩荣. 分析电磁兼容检测与优化[J]. 电子技术与软件工程， 2017（11）：127-127.

[2]尹航， 药陵州， 王博. 电磁兼容性质量控制与评估[J]. 汽车实用技术， 2019（12）：224-225.