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[电磁兼容]浅谈EMC技术在航天领域的应用 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2023-07-05

关键词： EMC技术航天

航天器系统构造复杂，内部空间狭小，仪器设备密集，电源分系统布局特殊，系统内电缆问、设备问、电缆与设备间等各种锅台干扰现象几乎随处可见。航天器的地面设备、地面支持设备以及航天器研制、发射、运行的地面和空间电磁环境也很复杂。要使航天器能在整个寿命期内都能正常工作，必须实施EMC管理，认真研究EMC技术—实现机、电、热、EMC一体化设计，严格EMC测试，并在有条件的情况下进行EMC分析预测。这是航天器研制上水平，实现批量生产，保证航天器的安全性、可靠性的关键所在。航天器研制需要EMC技术，EMC技术是航天领域的支撑技术之一。

    随着航天事业的发展，用户对航天器功能的要求越来越多样性。航天器的测控、通信分系统，有效载荷分系统的设计难度越来越大。工作频谱宽，大功率发射与高灵敏度接收同时存在，使得航天器内部环境异常复杂。

    航天器在检测、发射、轨道飞行及再入阶段都将遇到各种电磁环境。这就要求航天器与地面设备、地面支持设备、发射环境以及来自外层空间的电磁环境兼容。翻开航天器研制故障手册，能够发现相当多故障来源于电磁干扰。

    对航天工程来说，遇到电磁干扰问题是常事，每个型号的研制过程都记录着设计师们认识电磁干扰、研究电磁干扰、控制电磁干扰、排除电磁干扰的经历。早期的航天器研制任务中碰到的EMC问题多处于寻找问题解决方法阶段。系统联试中暴露出来的许多与干扰相关问题，靠产品设计师和系统设计师合作，借助一些通用仪器设备，得到许多有价值的测试结果。基于电磁场理论指导和对测试结果的分析判断，解决了许多实际问题，积累了实践经验。这种方法的缺点是待发现问题再着手解决，势必带来时间上的延误和经济上的损失。

    要使航天器能在整个寿命期内都能正常工作，提高航天器的安全性、可靠性，就要在航天器研究整个过程中实施EMC管理，即在电性能等功能设计的同时，认真进行EMC设计，严格EMC测试。

    20世纪80年代中期中巴合作的资源一号卫星在技术合同中明确规定对各分系统和设备提出EMC要求。根据卫星特定环境对标准进行了具体裁剪，形成了专业技术文件。研制过程中对所有上星产品进行EMC试验验收，并在巴准进行设计、测试验收。

    神舟飞船存档的有代表性的EMC设计技术文件和试验文件有：

    ·飞船EMC设计规范
    ·飞船总体EMC对结构、总装、热控设计要求
    ·飞船整船级EMC试验对试验室技术要求
    ·飞船电性船EMC大纲
    ·飞船电性船产品EMC验收试验要求
    ·飞船电性船产品EMC验收试验总结
    ·飞船电性船EMC试验程序
    ·飞船电性船EMC试验细则
    ·飞船电性船EMC试验报告
    ·船箭间电磁环境界面测试报告
    ·第二次发射场合练EMC操作规程
    ·第二次发射场合练EMC测试报告
    ·航天器删I计算分析
    ·计算整流罩对航天器EMI影响
    ·船箭间传导EMC性分析报告

    为了提高航天器的可靠性，减少故障发生，航天技术人员在执行EMC标难规范的同时努力开展EMC分析预测工作。根据电磁干扰产生三要素，研究建立发射、接收、传播的工程模型，利用电磁场数值计算方法，通过经典的幅度筛选、频率筛选、性能分析、详细预测，逐步作到对航天器自身及其与火箭对接面的电磁环境进行估算。重点解决航天器系统设计中与EMC相关的一些问题，力争在进行系统设计时，对其自身的和周围的电磁环境进行预估。在此基础上选择适用的殿LIC标准，并能根据产品的应用范围对所选用的EMC标准进行科学的剪裁。这些特殊要求一般以专业技术文件形式给出。这样可以防止过设计和欠设计。

    航天器工程需要EMC技术，航天工程技术人员应该掌握EMC技术。航天故障史中包含有大量电磁十扰故障案例，航天成就有EMC技术的支持。