四、系统级电磁兼容性试验评估重点及难点

前面提到的系统级电磁兼容性试验设计的4个要点，在一定层面上决定了我们的试验评估方法应关注的问题即重点和难点。首先针对系统、分系统/设备设计过程检查，通过相互干扰检查试验以及敏感性试验，检测设计过程中出现的问题是否有效解决，评估归零方案对功能性能是否带来新的影响，评估在系统级实际工作环境下的归零方案的稳健性；对于难以实施试验的设计方案，如何实施验证评估（如全机雷电设计、全机搭接设计等）。

接着针对设备/分系统电磁发射和电磁敏感测试结果分析，解析GJB 151规定的设备分系统级试验方法的适用性；梳理设备分系统级电磁兼容性试验中出现的问题。

1、GJB 151设备分系统级试验方法存在以下几个问题：1）电磁敏感性后门试验。实际测试难以在空域、频域、时域全覆盖；军标要求RS103测试7851频点(@40GHz）、6254频点（@18GHz），CS114测试2183频点       （@10kHz-400MHz）。敏感性是否得到全部排查，军用飞机是否存在未知薄弱环节。2）电磁敏感性前门接收天线。设备、分系统级辐射敏感度试验不含接收天线，实际使用时含接收天线；CS103、CS104、CS105试验虽考核了接收机的交互调等，却未考核通过天线进入到接收机带内的干扰。从天线进入到接收机带内导致的敏感性问题是否被有效排查，是否存在未知薄弱环节。3）电磁易损性是否被有效排查。单频点测试无法有效排查易损点，对于单频点、模拟信号形式，在充斥各种制式信号电磁环境，通过了电磁兼容性测试的系统，而在实际工作中还会出现敏感现象。4）GJB/GB规定的线缆敏感性测试信号太理想。根据NASA给出的数据，60%电磁兼容性问题都与线缆有关，GJB 151中线缆敏感性相关试验非常理想，不能满足实际射频系统工作时的线缆状态，导致许多实际装备在运行过程中出现的电磁干扰问题，无法在地面电磁兼容性试验中被检测。为解决此问题，北航电磁兼容技术研究所自主研制了多频电磁传导敏感性测试设备，已在实际装备电磁干扰问题检测中发挥了重要作用，实施效果显著。

2、梳理设备分系统级电磁兼容性试验中出现的问题。数十个型号单项试验合格率的统计显示，电磁发射不合格率最高，达到49%，而大量设备超标，使全频段噪底抬升。那么什么是导致设备电磁发生超标的主要原因呢？我们认为一是设计是否落实到设备的原理、工艺、结构、布局等，二是研制过程是否有效遵循设计方案。现有电磁兼容性国军标GJB 1389A和GJB 151B均未对研制过程提出控制要求，从目前的现状一般可以认为目前这两个标准主要是在试验测试时发挥了重要作用。对研制过程提出控制要求的国军标是GJB/Z 17《军用装备电磁兼容管理指南》，但该标准定性要求要求多，定量要求少。为了有效控制研制过程产品的电磁兼容性质量，我国新颁布了GJB/Z 170-2013《军工产品设计定型文件编制要求》，其中第14部分为电磁兼容性评估报告。该标准从出口（设计定型）倒逼研制过程，旨在控制和规范研制过程的电磁兼容工作程序和工作内容。该标准是在长期分析我国装备研制实际情况的基础上编制的，其中制定了装备研制各阶段电磁兼容性的详实评估要求。该标准中涵盖了方案阶段的要求制定、指标分解和设计建模，工程研制阶段包括对系统级的8项评估要求和对设备/分系统级的7项评估要求；设计定型阶段，对试验中问题的说明、原因的分析和改进性设计等。这里还特别想介绍一下北航电磁兼容研究所提出的电磁干扰源准确定位技术。通常在产品后期出现电磁发射超标和电磁敏感问题，往往定位干扰源、排查耦合通道、剖析敏感机理、消除干扰问题十分困难，为此北航电磁兼容技术研究所在七年研究实践基础上，形成了一套与平台工况结合、从平台层面测试数据入手、分析发射特征如基频重频带宽等、筛查主要干扰设备、在设备层面比较能量超差、将筛查出的主要干扰设备按干扰强弱排序等系统性技术方法和手段（含设备），为以较小的代价快速解决电磁干扰问题探索了新的途径。该方法的基本思路已写在由国防工业出版社出版的《系统级电磁兼容性量化设计理论与方法》专著中。下图为该方法在某无人装备电磁兼容性伴随式检测试验中的应用实例。

3、针对装备工况和功能性能测试，电磁兼容性试验需干净电磁环境，所以通常在屏蔽室内进行。但屏蔽室内无法实施系统级动态测试，因此需要解决：1）外场因环境噪声与被试品电磁发射混为一体，影响测试数据的客观性；2）测试系统自身电磁发射与被试品电磁发射混为一体，影响测试数据客观性。目前我国已自主建成了开阔场-系统级电磁兼容性测试系统，可以完成大型装备（包括多实体装备）系统级动态电磁兼容性试验。经第三方检测，该开阔场-系统级电磁兼容性测试系统自身电磁噪声极低，可以消除开阔场中缓变电磁干扰，具备了外场辐射发射测试能力。

4、针对实际使用电磁环境试验，地面空中系统、编队战场环境中需要多种技术的结合，包括电磁环境采集技术、数据处理技术、模拟构建技术等。

五、结束语

最后对本报告进行总结：首先系统级电磁环境效应试验设计很重要，电磁发射、电磁敏感及电磁环境效应是固有属性，电磁兼容性和电磁环境适应性是设计出来的，系统级电磁环境效应试验设计要充分考虑四大关系：电磁兼容性与战场电磁环境适应性的关系，设备分系统电磁干扰特性与系统内电磁兼容性的关系，系统级电磁兼容性与系统级电磁环境效应的关系，系统级电磁环境效应与系统级电磁环境适应性之间的关系。

作者简介：苏东林 北京航空航天大学电子信息工程学院教授、博士生导师，现任北航电磁兼容技术研究所所长