SJZ 21502-2018 雷达电磁兼容性设计指南[电子].pdf

B- I中 华人民共和国 电子行业标准FL 0102SJ/Z 21502-2018雷达电磁兼容性设计指南Guide of electromagnetic compatibility design for radar2018 - 12- 29 发布2019 -03-01 实施国家国防科技工业局发布SJ/Z 21502-2018前言123455.15.25.35.4范围.规范性引用文件 术语和定义 缩略语.一般要求雷达组成 设计目标设计原则.设计流程.Z6详细要求.6.16.26.36.46.56.66.7目 次III .1 .1 .2 .3 .3 .3 .3 .4 .4 .5 .5 .6 .8 .8 10 .11 .1113 22兼容性雷这需求确认， 指标分角 系统电 分系统 模块电 设计符 设计验中.y附录A （规范附录B （资料性附:地、搭接、防雷与电符合性检查表厂模板法ISJ/Z 21502-2018-XX- 1刖 百本指导性技术文件的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本指导性技术文件由中国电子科技集团有限公司提出。本指导性技术文件由工业和信息化部电子标准化研究院归口。本指导性技术文件起草单位：中国电子科技集团公司第十四研究所。本指导性技术文件主要起草人：苗 菁、毛秀红、侯其坤、姚元、许后锦、韩 昭、肖靖、阮 淑芬。IISJ/Z 21502-2018雷达电磁兼容性设计指南1范围本指导性技术文件规定了雷达电磁兼容性设计原则、设计流程、详细设计要求和设计验证等内容。 本指导性技术文件适用于雷达的电磁兼容性设计。引用文件，其随后所 鼓励根据本指导， 文件，其最新GB 50311GB 5034GJB 72Al2GJB 151GJB 18GJB35GJB 774GJB 101GJB 1389GJB 2639GJB 2993GJB 3567GJB 5088GJB 5240GJB 6784下列文件中的有关2规范性引用文件统防雷技:配电系统试验、玄化出砒，母射和敏感度要求电子借磁干军用设鳖电防护军内1机雷电军用军用电子：军用地面电子谖侬GJB 6850.75水面舰船系泊和航行试验规程第75部分：事故配电系统试验术文件引用而、包含勘误的内容）或修订版木次成协议的各方研究是否可使用这些文件此项目管理鉴定试验方法GJB 6850.73水面舰船系泊和航件的条款。凡是注日期的 域导性技术文件，然而, %是不注日期的引用GJB 7512机载雷电抑制器通用规范GJB 8848系统电磁环境效应试验方法GJB/Z 17军用装备电磁兼容性管理指南HB 6524飞机导线、电缆电磁兼容性分类及布线要求QJ 1312卫星布线设计制造及验收技术条件QJ2176航天器布线设计和试验通用技术条件SJ 21544军用可更换电子模块电磁干扰特性的控制要求与测量1SJ/Z 21502-20183术语和定义GJB 72A-2002确立的术语和定义适用于本指导性技术文件。为了便于使用，重复列出下列术语和 定义。3. 1电磁兼容性 electromagnetic compatibility设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。包括以下两个方面：a）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度实现设计的工作性能, 且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；b）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境（或其它设备）带来不可接 受的电磁干扰。GJB 72A-2002 的2.L193.2电磁环境 electromagnetic environment存在于某场所的所有电磁现象的总和。GJB 72A-2002 J2.1.123.3系统 system执行或保障某项工作任务的若干设备、分系统、专职人员及技术的组合。一个完整的系统包括有关 的设施、设备、分系统、器材和辅助设备外，还包括保障该系统在规定的环境中正常运行的操作人员。GJB 72A-2002 的2.L13.4分系统subsystem系统的一个部分，它包含两个或两个以上的集成单元，可以单独设计、测试和维护，但不能完全执 行系统的特定功能。每一个分系统内的设备或装置在工作时可以彼此分开，安装在固定或移动的台站、 运载工具或系统中。为了满足电磁兼容性要求，以下均应看作分系统。a）作为独立整体行使功能的许多装置或设备的组合，但并不要求其中的任何一个设备或装置能独 立工作；b）设计和集成为一个系统的主要分支，且完成一种功能的设备或装置。GJB 72A-20022.1.23. 5设备 equipment任何可作为一个完整单元，完成单一功能的电气、电子、机电装置或元件的组合。GJB 72A-2002W2.1.33. 6自兼容性 self-compatibility当其中所有的部件或装置以各自的设计水平或性能协同工作时，设备或分系统的工作性能不会降级 也不会出现故障的状态。GJB 72人-2002的2.1.213. 7安全裕度 margin of safety敏感度门限与环境中的实际干扰信号电平之间的对数值之差，用分贝表示。GJB 72A-2002fi）2.1.25SJ/Z 21502-20184缩略语下列缩略语适用于本指导性技术文件。CE-conducted emission,传导发射；CS-conducted susceptibility,传导敏感度；EMC-electromagnetic compatibility,电磁兼容性;EMI-electromagnetic interference,电磁干扰；EMS-electromagnetic susceptibility,电磁敏感度;ESD-electro-static discharge,静电放电；FSS-frequency selective surface, 理建:HEMP-high-altitude nucle:HIRF-high intensityHPM-high powemicjaLEMP-lightnug-protecti-poweM反感/icpulse,雷击电磁脉冲 征地；辐射敏感度SPD-TRM-lection device, 电,再保? ter and receiver module,55. 1达,一般要求雷达组叫 雷达一般小 可将其阵面接收、信息处理、显示与控制、电源、伺服7 本射分系统和接收分系统的组合。雷达的M对于相控阵雷 友图i。陞制流，至各分系统示与控制伺服供电，至分系统电源信息处理图1雷达的典型组成框图5. 2设计目标雷达电磁兼容性设计目标包括：a）满足用户和上级总体单位文件（如雷达研制总要求、研制任务书、研制合同、技术协议书等） 规定的电磁兼容性要求；b）满足相关国军标规定的电磁兼容性要求：1）雷达系统的电磁兼容性设计满足GJB 1389A-2005相关项目要求；3SJ/Z 21502-20182）雷达分系统/设备的电磁兼容性设计满足GJB 151B-2013相关项目要求；3）必要时，雷达模块的电磁兼容性设计参照GJB151B-2013进行设计。c）满足雷达实际使用要求。保证实现雷达工作时系统内的自兼容性，以及雷达系统与使用平台及 周边环境系统之间的相互兼容。5.3 设计原则雷达电磁兼容性设计原则包括：a）应兼顾产品可靠性、经济性、安全性等要求；b）应根据雷达实际情况，从所需贯彻的电磁兼容性标准中选择适用项目，合理确定指标限值；c）应按照雷达电磁兼容性设计流程，开展电磁兼容性设计工作；d）应进行雷达系统内、系统外的电磁兼容性预测与分析，确定电磁干扰三要素（干扰源、干扰耦 合路径、敏感受扰者）；e）应面向各组成层次（系统级、分系统/设备级、模块级），采用功能定性设计与量化仿真设计 相结合的综合设计措施；f）应降低雷达无意发射电平与信息泄漏，并降低其对安装平台及平台所处环境的影响，使其满足 相关标准要求。5.4 设计流程应按照GJB/Z 17要求，在雷达论证阶段、方案阶段、工程研制阶段和鉴定（定型）阶段开展电磁兼 容性设计，具体阶段划分按照GJB 2993。雷达主要电磁兼容性设计步骤如下：a）论证阶段：进行电磁兼容性需求确认。完成任务输入确认，并通过系统电磁环境效应分析初步 确定系统在电磁环境中的兼容性要求；.b）方案阶段：进行电磁兼容性指标分解和系统电磁兼容性设计。根据电磁兼容性需求确认结果, 进行电磁兼容性指标分解，确定系统、分系统/设备和模块的电磁兼容性要求，并开展系统级 电磁兼容性设计；c）工程研制阶段：完成分系统/设备和模块电磁兼容性详细设计，并通过设计验证迭代优化，直 至满足指标要求；d）鉴定（定型）阶段：进行电磁兼容性鉴定（定型）试验，并针对发现的问题进行设计改进。雷达电磁兼容性设计流程见图2。4SJ/Z 21502-2018论证阶段 电磁兼容性需求确认系统、分系统/设备和模块 电磁兼容性指标分解图2雷达电磁兼容性设计流程图6详细要求6. 1需求确认6. 1. 1任务输入确认任务输入确认要求包括：a）用户和上级总体单位文件提出的电磁兼容性定量和定性要求;5SJ/Z 21502-2018b）相关标准提出的系统级电磁兼容性要求；c）雷达系统（或分系统/设备和模块）的其它电磁兼容性要求。6.1.2系统电磁环境效应分析系统电磁环境效应分析步骤如下：a）分析雷达的频谱分配与资源占用情况；b）分析雷达典型作战任务及使用要求中与雷达电磁兼容性有关的主要技术指标，如工作模式、载 频、发射功率与发射带内外频谱特性、发射波形与占空比、信号带宽与接收通道带内外响应、 接收灵敏度与增益控制、调制方式、天线增益/方向图与极化方式、波束空域覆盖与扫描方式、 数据率/扫描速度等；c）建立雷达与安装平台及平台所处环境间电磁干扰与敏感性耦合模型与关联矩阵,初步确定潜在 的干扰源、干扰耦合路径、敏感受扰者；d）对雷达系统与安装平台及平台所处环境间潜在的每一干扰源/敏感受扰者，结合干扰耦合路径, 采用基于计算电磁学基本理论的方法与工具对其电磁兼容性进行初步量化预测分析，评估系统 内外可能存在的薄弱环节。6.2指标分解6. 2. 1分解步骤系统、分系统/设备和模块电磁兼容性指标分解步骤为：a）根据电磁兼容性需求确认结果，充分考虑现有技术基础并兼顾各方面因素，提出系统、分系统 /设备电磁兼容性指标分配的关键设计要素（包括频率分配、天线布局、设备布局、电缆布局、 发射功率与发射带外频谱特性、接收灵敏度与接收带内/外频率响应特性、电磁环境特性分布、 屏蔽性能与谐振特性、系统及设备安全裕度、降级情况与优先级等）；b）根据雷达系统战术技术指标要求和电磁兼容性关键设计要素，建立系统、分系统/设备电磁兼 容性指标体系；根据SJ 21544建立模块电磁兼容性指标体系；c）根据约束条件形成若干技术方案，构造分配模型，确定分配方法（如矩阵分析法）；d）通过综合评估，从中选择最优方案，分配具体指标。系统、分系统/设备与模块电磁兼容性指标分解流程见图3。6SJ/Z 21502-2018开始根据需求 提出关键设计要素6.2.2分解职6. 2. 2. 1基于雷a)b)形成方案集合，构 造分配模型建立指标体系评价与分配结束流程图性CE1OKC0LO2；CE1O 项目仅适用 射阵);CS102项目仅有限适 统金属壳体；1与敏感与安全书殳计、分茶镂与接收分系统、TRM；标分解兼容包c) CS103、CS104、CS105仅有限适用于雷达接收分系统、TRM接收通道或接收前端;系，建立干素入手，开展系统级电磁兼?6. 2. 2. 2分葵充对于用户和II二级;用定性指标分解法将真分析、迭代优彳的干扰关联关 环节和关键因 强标确认等。9位文件提出的GJB 15IB-2013贯标考核类指标，/应示分解到雷达的具体分系统。分解建议如下S101、CS106项目仅适用于雷达电断在平台分类，采原模块/电路；CE106 于雷达天馈分系统(发水面舰船或潜艇平台雷达各分系d) CS112有限适用于显示与控制分系统和其它易与人体接触发生静电放电的分系统/设备;e) CS114、CS115、CS116适用于雷达所有互连电缆(含电源电缆)；f) RE10U RE102、RS10R RS 103项目适用于雷达各分系统机箱壳体与互连电缆；其中RE102、 RS103项目在一定带宽内不适用于雷达发射载频或接收调谐频率；RE10K RS101不适用于雷 达天馈分系统；g) RS105项目有限适用于雷达各分系统机箱壳体。6.2.2. 3模块指标分解按照SJ 21544相关要求，依据电源分布结构、信号/控制接口、物理安装特性等分类，将指标分解到 各类模块。7SJ/Z 21502-20186.3 系统电磁兼容性设计雷达与所在安装平台及平台所处环境间应实现互兼容，雷达系统内部应实现自兼容。在设计时必须 综合考虑频率分配、时间分配、防雷、设备与线缆布局、屏蔽、接地、搭接等设计措施。具体要求如下:a）分析并优化雷达发射分系统参数，包括工作频率与信号带宽、发射功率、发射分系统带内/带 外频率响应特性、发射波形（脉宽与周期）与调制特性、雷达发射工作时间分配等；b）分析并优化雷达发射天线与馈线参数，包括工作频率、几何尺寸、发射天线增益、波束宽度、 副瓣电平、极化；发射天线与馈线带内/带外频率响应特性；波束空域覆盖与扫描方式、扫描 速度等；c）从气动布局、隐身、隔离度等多个综合因素考虑，选择系统天线、收/发设备、互连电缆等在 平台上的最佳布局方案，分析雷达发射天线与安装平台及平台所处环境中其它电子/电气系统 接收天线空间隔离度（结构尺寸、波束遮挡/反射与多路径效应、谐振特性、屏蔽性能、场线 耦合等平台布局限制因素，距离，空间相对位置等）；d）定量分析雷达系统带内/带外电磁辐射干扰对其它电子/电气系统接收分系统的影响程度，根据 量化仿真分析结果对上述各参数重新分配、调整，迭代优化设计；e）分析并优化雷达的接收分系统参数（工作频率与信号带宽、接收灵敏度与增益控制、接收通道 带内/带外频率响应特性、调制方式、本振与中放频率及带宽、交调与互调等）；f）分析并优化设计雷达的接收天线与馈线参数（工作频率、几何尺寸、接收天线增益、波束宽度、 副瓣电平、极化；接收天线与馈线带内/带外频率响应特性；波束空域覆盖与扫描方式、扫描 速度等）；g）定量分析其它电子/电气系统带内/带外电磁辐射干扰对雷达系统接收分系统的影响程度，根据 量化仿真分析结果对上述各参数重新分配、调整，迭代优化设计；h）应注意雷达系统内发射/接收分系统与发射/接收天线相对布局与极化隔离、波束隔离，发射/ 接收分系统与发射/接收天线的频率响应控制。雷达接收分系统与发射分系统之间应采取微波 通道隔离与限幅保护、收发定时消隐控制、独立电源供电隔离、发射分系统与接收分系统单独 屏蔽加固、优化布局等设计措施实现系统内部兼容工作；i）雷达系统内应综合采取防雷电/电磁脉冲、屏蔽、接地、搭接、分类综合布线等设计措施实现 兼容工作；j）系统防雷设计方法见附录A中A.5；k）系统屏蔽设计应注意屏蔽材料的选用和电缆的屏蔽要求，具体方法见附录A中A.1；1）系统接地设计应注意接地分类、接地方式的选用，具体方法见附录A中A.3；m）系统搭接设计具体方法见附录A中A.4；n）系统电缆布线设计具体方法见附录A中A.6。6.4 分系统/设备电磁兼容性设计6. 4. 1概述要求如下：a）雷达各分系统及其设备电磁兼容性设计中，应综合采取屏蔽、滤波、接地、搭接、合理布线等 措施，要求见附录A。具体如下：1）雷达方舱、机柜、插箱及互连电缆的屏蔽，孔缝屏蔽及屏蔽材料选用的具体方法见附录A 中A；2）雷达各分系统及其设备信号滤波、电源滤波及滤波器选用、安装的具体方法见附录A中 A.2；3）雷达各分系统及其设备接地的相关要求见附录A中A.3；4）雷达各分系统及其设备间搭接的相关要求，见附录A中A.4；8SJ/Z 21502-20185）雷达各分系统及其设备互联电缆的布线和接口网络的电磁兼容性设计相关要求，见附录A 中 A.5；6）对在使用环境中可能受到雷击影响的分系统/设备进行防雷设计的具体内容见附录A中 A.5ob）外协件的研制生产应参照GJB 151B-2013的相关条款进行，以满足相应安装平台的电磁兼容性 要求；C）应针对雷达各分系统及设备的电磁特性，开展相应的电磁兼容性设计。6. 4.2天馈分系统及其设备天馈分系统及其设备的电磁兼容性设计要求如下：a）根据任务使用与功能设计需方向图与极化、波束空域覆盖与扫描方 式、数据率/扫描速度磐五八b）通过雷达工作方少令畲酷战般飕矽翻p步行时间分害u；若条件允许,艺水平呼喷彳或阵元互耦影响； :;黑屏外hVN6.4.3发射漏城矗备e发射分硝埃手中式*射机（电蔓笠堡圆或固态发射机等）或分布式* 眄中对有源相控阵要求如下：1 A L 5a）应，咽言上功率禾进行合理的管理叮控制；b）应率信号进行滤波，发射滤波与滤波器选用14的具体，蚓附录A中A.2；c）应对谅核统及其设备机箱壳体采取屏蔽措施,限制发射分系统在真工作沏鼻的谐波以及其 它带泄露： JR /d）宜采事电敷措施控制功放工作点，降低非线性效应；/二/e）应控制2电源的品质，降低输入电源工作频率眇程妫开关频率及谐波频接收分系统及其设藕赛页加过磁肩尤来源于分系统/设备内外 的干扰及噪声，以及各个功葡电&间的电磁耦殿募嫉的电磁兼容性设计要求如下：a）根据接收分系统所处电漏用琳电嬴型曜巾的率，采取限幅措施。必要时，针对 高功率微波（HPM）、电磁脉冲（含HEMP）、高强度辐射场（HIRF）可采用高温超导、氧 化锂等限幅器、滤波器对接收机进行保护；b）前端高频放大器与中频放大器分开设计，尽可能使电源模块、部件、设备等远离频综器等敏感 电路；c）接收滤波与滤波器的选用、安装符合附录A中A.2的要求；d）射频信号宜采用半刚性同轴电缆或三同轴电缆传输，对带状线或微带线等进行屏蔽；敏感电路 加装屏蔽壳体；e）合理设计混频器、放大器、滤波器等器件工作点，合理分配其动态范围，并注意端口匹配与隔 离，减少反射；f）接收分系统及其设备尽量采用线性电源供电以降低电源纹波与尖峰对接收通道的影响，电源线 采用双绞或屏蔽线；9SJ/Z 21502-2018g）改善接收分系统频综器与通道的频谱特性，使接收通道噪声趋于白色化以降低检测虚警率。6 . 4.5信息处理分系统及其设备信息处理分系统包括信号处理设备、数据处理设备等。信息处理分系统一般具有高性能处理芯片、 高速数据总线和大量时钟、晶振电路。信息处理分系统及其设备的电磁兼容性设计要求如下：a）通过选用ESD加固芯片或对芯片采取接地、屏蔽等措施消除ESD影响；b）合理控制信号驱动电平，数字信号优先采用差分形式传输以抑制共模噪声；c）对信息处理分系统及其设备供电电源的谐波、开关频率及其高次谐波进行抑制；d）模拟、数字、电源、保护电路分开，高速、低速电路分开，布线应避开晶振与开关电源，晶振 等热敏感元件与大功率元器件或散热器分开；e）信息处理分系统内接口网络的电磁兼容性设计要求见附录A中A.6。6 .4.6显示与控制分系统及其设备显示与控制分系统一般包括显控台等人机交互设备。显示与控制分系统及其设备的电磁兼容性设计 要求如下：a）对与人体接触的触摸屏、键盘、鼠标、按键、面板等应采取静电防护设计；b）对显示屏、按键、指示灯等孔缝应采取屏蔽设计，方法见附录A中A.1；c）音频、视频传输应采用双绞线或屏蔽双绞线，并远离低频信号干扰源。6 . 4.7电源分系统及其设备电源分系统一般包括供电网络、集中式电源和分布于各分系统的分布式电源。电源分系统及其设备 的电磁兼容性设计要求如下：a）接收分系统及其设备优先选择线性电源，以降低电磁干扰；b）其它分系统/设备采用开关电源并控制其辐射干扰与高频传导干扰，以提高效率，减小体积、 重量与热耗；c）发射分系统与接收分系统的供电应分开设计；d）数字电路与模拟电路供电应分开设计；e）电源滤波与滤波器选用、安装方法见附录A中A.2。6 .4.8伺服分系统及其设备伺服分系统一般含伺服驱动器、电机、传动设备等，具有大功率、大负载和频繁启动等特点。伺服 分系统及其设备的电磁兼容性设计要求如下：a）屏蔽。信号传输采用屏蔽双绞线（或光纤），伺服分系统及其设备壳体的屏蔽设计应兼顾冷却 散热要求；b）接地。电机与功率电路接噪声地，机壳接安全地，对敏感信号与不敏感信号进行分类并接信号 地；c）隔离。强电与弱电可用光电隔离器、变压器等进行隔离。6.5 模块电磁兼容性设计模块的电磁兼容性设计要求如下：a）屏蔽。模块宜设计屏蔽壳体，并对印制板、元器件、部件及孔缝采取相应的屏蔽措施，具体方 法见附录A中A.1；b）静电防护。模块ESD的防护设计与考核要求可参考GJB 151B-2013中5.15节CSH2静电放电敏感 度。参考该标准中受试设备的分类方法对模块进行分类（A类关键，B类其它），并选择模块 静电放电限值，接触放电设计限值一般为2 kV8 kV,空气放电设计限值一般为2 kV15 kV； c）布线。合理分布不同类型的电路。数字电路和模拟电路分开；时钟电路和高频电路要单独安排、 远离敏感电路；雷达各模块的布线和电缆敷设应使有害耦合减至最小，敏感电路传输线的布线 远离电源和其它高功率器件；10SJ/Z 21502-2018d）隔离。在模块的组装设计中，应使高电平组件及数字电路组件远离低电平组件或在其间采取屏 蔽隔离措施；引到插头座上的接点相互间尽可能远离，不同电平的信号之间有接地端或空头， 以增强隔离效果；采用滤波器、脉冲吸收器、隔离变压器和光电耦合器等滤除或减少传导干扰； e）滤波。耦合到连接线的寄生信号应从信号通道内分离出去；在电路设计中应使信号通道内的寄生能量不致于破坏电路的正常工作。模块滤波的具体设计方法见附录A中A.2；f）接地。电源平面应靠近接地平面，并且安排在接地平面之下；减小电源平面和接地平面上的分 布电阻；接地线靠近电源线并取平行路径；电源线和接地线采用最近邻走线方式，以减小电源 系统的通路电流。模块接地的具体设计方法见附录A中A.3。6.6 设计符合性检查在系统、分系统/设备和模块电磁兼容性设计完成后，应分别进行符合性检查，根据项目类型和重 要性等级对设计的效果进行初步评估。未通过符合性检查的，需根据建议进行设计改进，直至通过检查。电磁兼容性设计符合性检查表的示例参见附录B。检查表中的检查内容可根据检查对象的层次和电 磁特性进行调整。6.7 设计验证6. 7. 1仿真/分析验证电磁兼容性设计验证可以采用仿真/分析验证方法。对雷达各组成层次的仿真/分析要求如下： a）系统级电磁兼容性仿真/分析按照GJB 8848相关要求，针对雷达系统与其他电子/电气系统间的天线、收/发设备、互连电缆 布局等因素，一般进行以下仿真/分析工作：1）系统间的电磁干扰与敏感性仿真/分析，即雷达系统与其它电子/电气系统之间的电磁干扰 与敏感性的仿真分析，评估验证是否满足系统互兼容性要求；2）系统内（如雷达收、发分系统之间）的电磁干扰与敏感性仿真/分析，评估验证是否满足 系统内自兼容性要求；3）其他电磁环境效应仿真/分析：仿真/分析雷达系统在HPM、HEMP等人为恶意电磁环境与 静电、雷电等自然电磁环境条件下的敏感性，评估验证是否满足雷达系统预期使用电磁环 境要求；仿真/分析雷达系统产生的HIRF电磁辐射对安装平台上的操作人员、燃油、军械 的危害性，评估验证是否满足人员、燃油、军械安全要求。b）分系统/设备电磁兼容性仿真/分析应开展分系统/设备的辐射干扰、传导干扰、辐射敏感度与传导敏感度仿真/分析。对于分系统 /设备所属机箱、机柜，一般开展以下仿真/分析：1）机柜/机箱屏蔽效能仿真/分析（如本征模谐振分析）；2）线缆屏蔽性能仿真/分析；3）串扰耦合仿真/分析；4）场线耦合仿真/分析。c）模块电磁兼容性仿真/分析一般开展以下仿真/分析：1）信号完整性（SI）仿真/分析（如串扰、反射、延迟分析）；2）电源完整性（PI）仿真/分析；3）电磁干扰（EMI）仿真/分析；4）电磁敏感度（EMS）仿真/分析。6. 7. 2 试验验证雷达样机/样件研制成功后，应根据具体情况在微波暗室、开阔场、外场安装平台现场之一或其组 合开展电磁兼容性试验验证，试验包括以下内容：11SJ/Z 21502-2018a）雷达系统应按照GJB 8848开展相关项目试验验证，包含雷达系统与其它电子/电气系统之间电 磁兼容性功能、性能检查与试验验证；b）雷达分系统/设备应按照GJB 15IB-2013开展相关项目的电磁发射和敏感度试验验证；c）雷达模块应按照GJB151B-2013中分系统适用的相关项目要求和SJ21544的要求，开展电磁发射 和敏感度试验验证。12SJ/Z 21502-2018附录A（规范性附录）雷达屏蔽、滤波、接地、搭接、防雷与电缆电磁兼容性设计方法A. 1屏蔽设计A.1.1屏蔽材料的选用屏蔽材料的选用应考虑下列因素：a）根据电磁干扰源特性选择屏蔽材料。对于低频磁场干扰源应选用较高导磁率的金属屏蔽材料 （但是要防止磁饱和）；对射频电磁干扰源应选用高导电率、高导磁率的金属屏蔽材料；b）在一定频率范围内，若几种材料的屏蔽效能相差不远，则应考虑材料的导电率、延展性、可焊 性、可电镀性和密度（对应质量）等因素，尽量选择良导体，如需要组合采用不同金属材料应 以不发生电化学腐蚀为前提；c）雷达方舱、机柜、机箱、波导壳体一般选用钢材或铝材，射频同轴电缆内、外导体一般采用铜 材。A.1.2方舱、机柜、插箱的屏蔽设计A. 1.2. 1 概述雷达方舱、机柜、机箱等结构件的屏蔽设计应满足GJB 5240的要求。A. 1.2.2方舱、机柜屏蔽设计车载、舰载及地面固定的机柜方舱属于大型金属箱体，箱体较厚，自身具有较高的屏蔽效能，但舱 体的孔缝会破坏整舱屏蔽效能。电磁兼容屏蔽设计时应从舱门、通风口、箱体进出线缆、转接面板等薄 弱环节采取措施：a）方舱舱门与箱体间应优选金属簧片或金属丝网进行密封设计，保证舱门关闭时低阻接触和可靠 性，使用金属丝网时，应选用带有空心橡胶的弹性丝网，保证足够的压缩空间；b）耐腐蚀要求较高的机柜，如舰载雷达使用的发射机机柜，应进行外层环境密封、内层电磁密封 的设计方式。内层密封材料可选用耐腐蚀性较好的金属螺旋管，开槽设计应注意在压缩垂直方 向留有一定的延展空间，保证足够但又不过分的压缩变形量；c）舱体通风孔应采用通风波导或金属丝网进行屏蔽设计，避免借助普通的铁丝网罩实现屏蔽设 计，装有风扇的通风孔应在风扇供电电源线上采取滤波、屏蔽等设计措施，减少电机工作时产 生的噪声辐射；d）电源线及信号线使用转接面板进出箱体时，应在面板上进行隔离、滤波处理，避免信号直接进 出箱体；e）进出箱体的线缆是破坏整体电连续性的重要因素，应合理控制箱体内外线缆的长度，带有屏蔽 层的线缆应保证屏蔽层与屏蔽箱体的低阻连接。A. 1.2.3机箱屏蔽设计雷达中，各类盖板式机箱应从以下几个方面进行电磁屏蔽设计：a）箱体电连续性。盖板与机箱间的缝隙接触面应尽量平整、清洁，去除装配表面的灰尘和氧化膜, 以及装饰性的绝缘外膜；b）搭接方式优化，在尺寸及加工精度允许的条件下，可通过L型搭接、锲形搭接等方式减少孔缝 泄露，提高箱体的屏蔽效能；c）盖板与箱体接触面之间应装配电磁密封材料，减少孔缝泄露；13SJ/Z 21502-2018d）插件机箱插板间的孔缝电磁泄露是电磁兼容性设计的主要环节，应通过在面板外设计密封盖 板，或在插板缝隙间设计密封簧片的措施进行屏蔽设计。A. 1. 3屏蔽壳体设计壳体应在材料选用、结构设计、表面处理及装配连接等方面保证屏蔽性能：a）壳体材料选用兼顾导电性质、延展性、可焊性、可电镀性和密度（对应质量）等因素，尽量选 择良导体，如需要采用不同金属材料应以不发生电化学腐蚀为前提；b）分系统/设备机箱壳体面板、盖板结构连接方式：除了因维修需要拆卸的盖板可用螺钉连接外, 其余各面尽可能采用连续焊缝结构或铸造结构。用于维护设计的盖板及其紧固件连接应确保接 触面严密、可靠。机柜门根据要求设计成屏蔽门；d)e)A. 1. 4分系统/设备机箱壳体与面板、盖板 有足够的缝隙深度，采用2 板的结合面处使用导 形成可靠的电气哪L盖板与壳体的重叠面尽量大且接触可靠，具 寸频泄漏抑制所需的压力。壳体和盖 鼠垫或涂导电涂料等方法，确保寸链路等干扰电路、22,机前端、高中 路等应进行屏蔽壳体不应与印制线路板伊 孔缝屏蔽设计或单独加装金属屏蔽体），其屏 地。、本振源、激厉D采样与信号处理电Ml采用因素:电路紧固件处理：量增加接缝处 金属表 热、防 面处元器彳强干扰源卸a)b)A. 1. 5大功碎 源 敏感 频电路、 蔽。印制板压元器件、电路、组件，:印制板屏蔽设就应a)b)印制板上触感电路和 路等）分开，帔要去 印制板屏蔽设计 和高电平电路采取局屏蔽体，应尽量增加连接螺钉矍丁间距，结构设计应尽A. 1. 6内/外表面、接插件装 1应采用表面导电氧化等J瓢屏蔽措施，具体措施如下:高压;电臧变压器、平电路尽可能远离，应与产生瞬态谑 感电路和高电平电路单公B用“三防”（防湿 理措施，壳体表关电路、充放电电也可以针对局部敏感电路对孔洞、缝隙的屏蔽设计要求为：a）严格控制箱体和盖板上的开口、孔洞、缝隙的数量、位置、尺寸和形状，并采取特殊的屏蔽材 料和结构形式加固设计，减少对屏蔽性能的影响；b）孔缝的设计应使辐射干扰减少到允许范围，一般应小于波长的1/100,至少不大于波长的1/20。 当孔洞尺寸等于或大于波长时，应使用金属网或设计成截止波导式通风窗；c）减少金属件或导线穿过屏蔽壳体，穿过屏蔽壳体的构件一般采用非金属材料；对电磁屏蔽要求 较高但又必须开孔缝隙的屏蔽体，可以通过增加缝隙深度，在接合处加装导电衬垫以及涂导电 涂料等方法解决；d）典型孔洞的屏蔽设计，应注意以下事项：1）对于通风孔，采用波导通风窗或者通风孔覆盖金属丝网减少电磁泄漏，提高屏蔽性能；14SJ/Z 21502-20182）对于表头孔盖，附加屏蔽罩或者采用导电玻璃减少电磁泄漏，提高屏蔽性能；3）面板上的所有测试插孔和所有的备份插座可采用金属帽/盖将其屏蔽；4）数码管和指示灯可用具有一定透光率的材料进行屏蔽，如金属丝网或导电玻璃。e）典型缝隙的屏蔽设计，应注意以下事项：1）永久性接缝的屏蔽。用连续焊接法，若用点焊，焊点间距不大于5 cm；2）非永久性接缝的屏蔽。可拆式接缝的配合面一般均用螺钉紧固，需减小螺钉间距；清除表 面的不导电物；选择导电性好的电磁密封衬垫安装在接合面处；3）选择电磁密封衬垫时需要考虑：屏蔽效能、环境适应性、屏蔽体金属材料电化学稳定性、 安装工艺性、安装成本。常用电磁密封衬垫包括定向金属丝填充硅海绵橡胶、导电布、硅 橡胶、导电橡胶、镀铜簧片等材料。电磁密封衬垫安装时，受到一定压力形变才能具备较 好的屏蔽效果（具体要求参见电磁兼容性工程设计手册）。例如，被青铜屏蔽衬垫以 耐用的金属条作为衬垫材料，在需要低压力的地方提供高的屏蔽效果；镀铜簧片安装方式 包括焊接、钾接、压敏胶接、卡式、槽式。A. 1.7电缆屏蔽设计电缆屏蔽设计一般应满足以下要求：a）屏蔽层不能用作信号回流电路（射频同轴电缆除外），所有屏蔽层都应以低阻抗通路接地；b）所有屏蔽电缆的屏蔽层都应端接在连接器（带有抑制电磁干扰/射频干扰的屏蔽后罩等附件） 内部，线缆的外屏蔽层与连接器金属壳体应实现完整的360。电气连接；c）连接器法兰与机箱壳体的安装配合面应实现可靠的搭接和接地，不能有绝缘涂层。可加装导电 衬垫保持电磁屏蔽的连续性。d）除高频设备中选用高频馈线外,一般易于受干扰的信号线和易产生干扰的信号线应选用同轴电 线、屏蔽导线及扭绞屏蔽电线；e）平衡信号线路采用双绞线或带有公共屏蔽的平衡同轴电线；当多芯双绞电缆既有单个屏蔽又有 公共屏蔽时，除公共接地点外，其余屏蔽层应彼此绝缘。同轴电线屏蔽层应通过连接器接地； f）多芯插头座中各芯应合理配置安排电连接器的触点，尽量使高、低不同电平信号之间以及敏感 线与干扰线之间有接地插针、配置地线增加隔离效果；必要时可选用具有屏蔽线的多芯电缆， 干扰电路的引出线应尽量采用单独屏蔽电缆。A. 2滤波设计A. 2.1滤波分类滤波一般分为信号滤波与电源滤波。a）信号滤波：包括对雷达收、发设备工作频率载波信号进行的信号带通滤波，以及雷达天线、天 线罩采用的频率选择表面（FSS）等设计措施，用于控制雷达系统对外辐射的谐波和乱真输出 电平，提高其带外干扰抑制能力，更好地实现系统电磁兼容性要求；b）电源滤波：包括对雷达各用电设备（整机系统、分系统/设备）电源模块采用的电源滤波设计 措施，用于抑制雷达对安装平台供电系统的电源传导干扰。A. 2. 2信号滤波信号滤波包括发射滤波、接收滤波及FSS滤波等，各类滤波设计考虑因素如下：a）发射滤波1）应该将雷达发射设备所有的乱真辐射控制在平台系统电磁兼容性设计要求的范围内；2）当有乱真输出产生时，应在雷达发射链路各级之间合理利用滤波器减小乱真输山；15SJ/Z 21502-2018b)3）在平台系统电磁兼容性设计需要时,在雷达发射链路末级功率放大器输出端增加带通滤波 器抑制乱真输出，从而减小对其它设备的干扰。接收滤波c)A. 2. 31)2)3)应将接收设备所有的不希望响应抑制在系统电磁兼容性设计要求的范围内；为保证接收设备具有充分的干扰抑制能力，应在接收设备的射频前端和中频部分合理使用 参数合适的滤波器；应使接收的中频放大器件工作在线性状态，并通过应用机械滤波器、晶体滤波器、边带选 择器、Q倍乘器、延迟线控制放大器、声表面波滤波器以及选择性自动可变等方法实现接收机良好的选择性；可利用预选滤波器抑制接收乱真咂咐4),400 Hz/115GJB 685:地绝缘性能;意以下因素:能老亢与其所插入的线路（源端、负载端）相匹配,客量按对5d,应T两应保全舰源滤,同时应FSS天线与天线罩：根据彳 计措施。电源滤波亲合指标要求，确定是否采用FSS设要求如下: a）电源4b)c)A. 2. 4的三相亘 源必须 对于月脾 标要求， 设计 的滤波 对于 供电滤波辎寸地绝缘电阻;源设备按GJB151B-2013中旁路滤波电容:；必须采用时Hz供电设备小于0.A. 2. 4. 1滤波器白（滤波器的选用,a)b)c)A. 2. 4. 2漫013要求，雷达整机:汽270 V直流输入电滤波电容器6850.75中的指102两项指标 阑目线与地之间内部；181中的飞机参数选择 综合考虑额 选择性）等电压与额定电流、额定功率、频率范围、输入的性物频率特性（插损或寸、重量等结构参数。阻抗匹配与失配1）选用电源滤波器飞哽 端）相匹配，高频源2）选用带通滤波器时，应使滤波器通帮其所插入的线路（源端、负载带外阻抗最大程度失配。器件质量等级与环境条件要求应结合雷达的环境条件要求（温度、湿度，振动、冲击、加速度等指标参数）与可靠性要求选用相应等级、参数合适的滤波器器件。滤波器的安装滤波器的安装，应考虑下列因素: a）接地与搭接1)2)滤波器壳体应和设备机箱壳体实现可靠搭接，保证滤波器和机箱的屏蔽完整性；金属壳体的滤波器最好是外壳直接和机箱壳体连接，接触处要进行导电处理，保证良好电 搭接；如使用接地线连接，接地线要尽可能短粗。沛，并兼16SJ/Z 21502-2018b）输入、输出隔离1）滤波器的输入、输出线应尽量远离，分开走线，不能把输入端和输出端引线捆扎在一起； 当无法隔离时，应采用屏蔽线或屏蔽层使其相互隔离；2）电源滤波器应安装在设备电源输入端，设备内部电源模块或组件应安装在电源滤波器的输 出端；输入、输出连线尽量短。A.3接地设计A. 3. 1接地分类雷达系统内的地线分为以下三种类型，简称“三套”地，具体如下：a）信号地：低电平敏感电路的地，通常是信号电路和小功率直流电源的参考基准，必要时又分为 数字地和模拟地；b）安全地（机械地）：用于防止设备感应带电和绝缘损坏时起保护作用，通常为整机以及设备的 机箱壳体，连接于机壳、机架等金属构件之间；c）噪声地：又称干扰地，为非敏感电路、电源变压器的静电屏蔽层以及产生冲击电流和大功率