在当今信息化时代，电磁干扰无处不在，严格的讲电磁干扰是不可能完全消除的，我们只是尽可能的将电磁干扰的降低到可以接受的范围以内；强烈的电磁干扰可能使灵敏的电子设备失控、过载甚至损坏，电磁辐射对人体组织也会引起生物效应，危害机体。我们的各种飞行器是个电子设备的集合体，除了自身电子设备的相互干扰外（最常见的是对电子罗盘的干扰），还会来自外界环境的电磁干扰，忽略了易受干扰的环境或电子设备抗干扰处理不当极易导致飞行器失控、坠机等安全事故。
本文的目的也就是和模友们一起普及和分享这方面的理论知识，最大限度的减少和避免电子设备电磁干扰，提高飞行器的安全性。
电磁波及电磁干扰
电磁波是电磁场的一种运动形态。电荷如果静止，称为静电。当不同的电位向一致移动时，便发生了静电放电，产生电流，电流周围产生磁场。如果电流的方向和大小持续不断变化就产生了电磁波。
在高频电磁振荡的情况下 部分能量以辐射方式从空间传播出去所形成的电波与磁波的总称叫做“电磁波”。在低频的电振荡中 磁电之间的相互变化比较缓慢 其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而在高频率的电振荡中 磁电互变甚快 能量不可能全部反回原振荡电路 于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波 还有从空中传播的空中波。波长越长的地面波其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播(电离层在离地面50~400公里之间)。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变 其强度与距离的平方成反比 波本身带动能量 任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速(每秒3×1010厘米)。光波就是电磁波 无线电波也有和光波同样的特性 如当它通过不同介质时 也会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。在空间传播的电磁波 距离最近的电场(磁场)强度方向相同和量值最大两点之间的距离 就是电磁波的波长。
因此，电磁波干扰可以理解为：能干扰电信号并降低信号完好性的电子噪音。
电磁干扰的分类：
分为两大类：自然干扰源与和人为干扰源。
自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。他们既是地球电磁环境的基本要素组成部分，同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰，也会对弹道导 弹运载火箭的发射产生干扰。
人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备，称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又成为无意发射干扰源。
从电磁干扰属性来分，可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。
功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他设备的直接干扰；非功能性干扰源是指用电装置在实现自身功能的同时伴随产生或附加产生的副作用，如开关闭合或切断产生的电弧放电干扰。
从电磁干扰信号频谱宽度，可以分为宽带干扰源和窄带干扰源。他们是相对于指定感受器的带宽大或小来加以区别的。干扰信号的带宽大于指定感受器带宽的成为宽带干扰，反之称为窄带干扰源。
从干扰信号的频率范围来分
可以把干扰源分为工频与音频干扰源（50Hz及其谐波）、甚低频干扰源（30Hz以下）、载频干扰源（10kHz~300kHz）、射频及视频干扰源（300kHz）、微波干扰源（300MHz~100GHz）。
电磁干扰传播途径
一般也分为两种：即传导耦合方式和辐射耦合方式。
任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径（或传输通道）。通常认为电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式；另一种是辐射传输方式。因此从被干扰的敏感器来看，干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。
传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象。这个传输电路可包括导线，设备的导电构件、供电电源、公共阻抗、接地平板、电阻、电感、电容和互感元件等。
辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。常见的辐射耦合由三种：1. 甲天线发射的电磁波被乙天线意外接受，称为天线对天线耦合；2. 空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合；3.两根平行导线之间的高频信号感应，称为线对线的感应耦合。
在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉耦合，共同产生干扰，才使电磁干扰变得难以控制。
敏感设备是对干扰对象统称，它可以是一个很小的元件或一个电路板组件，也可以是一个单独的用电设备甚至可以是一个大型系统。
如何消除或减少电磁波干扰？
理论和实践的研究表明，不管复杂系统还是简单装置，任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件：首先应该具有干扰源；其次有传播干扰能量的途径和通道；第三还必须有被干扰对象的响应。因此干扰源、干扰传播途径（或传输通道）和敏感设备称为电磁干扰三要素。因此，我们可以通过：设法降低电磁波辐射源或传导源；切断耦合路径；增加接收器的抗干扰能力来消除或减少电磁波干扰。
(1)利用屏蔽技术减少电磁干扰。为有效的抑制电磁波的辐射和传导及高次谐波引发的噪声电流， 采用屏蔽线，屏蔽层的电导至少为每相导线芯的电导线的 1/10，且屏蔽层应可靠接地。控制线最好使用屏蔽线；模拟信号的传输线应使用双屏蔽的双绞线；不同的模拟信号线应该独立走线，有各自的屏蔽层；以减少线间的耦合。
借用模友的照片，铜箔需接地
(3)利用布线技术改善电磁干扰。电机线应独立于其它电线走线，同时应避免电机线与其它电线长距离平行走线，以减少输出电压快速变化而产生的电磁干扰； 信号线最好使用双绞线，也可以使用带屏蔽的双绞线，走线应尽可能短 。控制线和电源线交叉时，应尽可能使它们按 90°角交叉，同时必须用合适的扎带固定到安装板上。 (4)磁罗盘、GPS是飞控系统的安全核心，因此磁罗盘、GPS的抗干扰显得尤为重要。为了抗电磁干扰，磁罗盘通常都集成在GPS天线PCB板上，通过天线支架远离机身电子设备，同时还可以采用带屏蔽层接线，屏蔽层接地，天线采用非导磁的金属底座等能最有效的避免自身设备所产生电磁场对磁罗盘、GPS天线的干扰。
发表于 2017-1-17 23:21:27
