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海军水面舰艇抗强电磁脉冲干扰防护设计概要  

2013-04-20 01:22:35|  分类: 原创 |  标签: |举报 |字号 订阅

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海军水面舰艇抗强电磁脉冲干扰防护设计概要

 前言:
         本人不少文章被一些朋友修改后到媒体发表,请注明一下原文出处的好,还有朋友干脆一字不改直接变成自己的文章,请注意本人在博客上发表的文章仅仅是概念不但不涉及具体技术而且部分内容还有误,网络是公开的不得已而为之。

        今后不管是局部武装冲突也好还是大规模战争也好,要取得战场的主动权第一步就是取得战场的制电磁权,战场复杂多变的电磁环境效应直接影响着武器装备战斗效能的发挥,直接决定着战场的生存能力,本文先简单介绍一下强电磁脉冲干扰对武器装备的影响类型;目前常用电磁脉冲武器分类;然后再谈谈海军水面舰艇抗强电磁脉冲干扰防护设计需要注意的几个地方;最后谈谈舰艇防电磁泄射方式及优化屏蔽新材料应用设计概要,为什么要谈这个问题?朋友们应该不会忘记中日火控雷达照射事件,日本舰艇为什么要逼近我舰艇到3公里的距离?看到这个消息我心情就非常沉重,疑我新型舰艇电磁防泄漏设计或制造工艺存在非常严重的不足或者错误,疑日舰在3公里范围能有效探测到我舰载计算机内部通讯信号。日方是有源侦测?还是无源侦测?我分析应该是有源侦测,但我方自始自终未提及相关证据,也就是说并未发现日侦测信号,我非常非常担忧,计算机电磁泄射监听是美国的强项,没有听说日本在这方面也有长足进步,美国是不会把自己的看家本领提供给日本的。

强电磁脉冲干扰主要通过以下四个方面影响武器装备的技术性能:

1.热效应。

        高功率电磁脉冲使电子电路环路瞬间形成大电流,产生的热效应一般是在纳秒或微秒量级完成的,这种效应可作为点火源和引爆源,瞬时引起易燃气体或弹药燃烧爆炸;也可以使武器装备中的电子电路过热损伤,系统性能瘫痪。

2.射频干扰和“浪涌”效应。

        电磁辐射引起的射频干扰,可对信息化设备造成交扰调制、电噪声、磁电干扰,使其CPU发出错误指令,执行部分产生误动作或功能失效。强电磁脉冲及其“浪涌”效应,还会对武器装备造成硬损伤。

3.强电场效应。

       强电磁脉冲辐射还可形成的高伏强电场,不仅可以使武器装备的电路击穿短路,还可能引燃、引爆易燃品或弹药。

4.磁效应。

       电磁脉冲引起的强电流可以产生强磁场,电路中的电感器件,环形回路包括电路板上不合适的铜箔走线和模块间不合适的连接线安装工艺,强磁场使电磁能量直接耦合到武器系统内部,从而破坏或干扰电子系统正常工作。

目前常用电磁脉冲武器分类:

1.核电磁脉冲武器。核电磁脉冲武器是指以核武器爆炸产生的电磁脉冲辐射对敌方实施打击的武器。不仅可瞬间击毁电子电路而且也能对人造成严重伤害。

2.高功率微波炮。它能产生GW功率的微波,也可瞬间击毁电子电路,对人也有伤害。

3.全频段电磁干扰器。 全频段电磁干扰器是近年研发的一种新型电磁脉冲武器,由于频带很宽,可瞬间大范围覆盖敌方无线设备的全部响应频率,使跳频通信、数字加密加扰通讯、滚码通讯、相位频谱识别通讯等等部分或全部失效,因此对电子设备有很大的威胁。这类武器的最大优点是体积小、操作方便,可方便地置于军舰、车辆、飞机或卫星上。

海军水面舰艇强电磁脉冲干扰防护设计:

1.雷达及通讯设备天线安装布局,带通滤波、干扰旁路概要。

2.驾驶舱特种防护玻璃。

       (1)防激光。驾驶舱特种防护玻璃非常重要,现在的武装直升机、有人和无人战斗机配备数千瓦——几十千瓦半导体激光器技术上已经很成熟了,电源方面,几十千瓦的涡轮轴发电机体积并不大,把N个半导体激光器模块的激光,由N根光纤汇聚到一根光纤,激光总输出端瞄准、扫射非常方便,驾驶舱防护玻璃首先要能全发射激光,否则战时被敌方的激光扫射一下,里面的人头都会掉下来。

       (2)防电磁脉冲破坏和泄漏。小舰艇用铅玻璃就可以了,中、大型舰艇用镍铬两防玻璃。

       (3)冲击波防护比汽车的钢化玻璃要求还高,我认为在镍铬两防玻璃后面再加一层电动金属栅,战时自动升起。

3.系统间连接电缆、线路总成、管路、电路板走线设计等不可忽视的几个方面。

       ( l)采用单点接地技术,该技术特别用于屏蔽设计。

       ( 2)不要用金属屏蔽罩作为回路使用,避免在屏蔽罩上形成大电流回路,流经屏蔽罩的合成电流会在其内部的电路中产生对电路具有破坏性的瞬态电磁效应。

       (3)利用现有特殊的决速反应瞬态保护装置能有效抑制电磁脉冲感应的瞬态效应。在外部导线,特别是电源线、长控制线、天线馈线。以及接收机前端等特别敏感电路输人线,穿过屏蔽罩的地方使用这种保护装置。

       ( 4)采用光纤、光电隔离器、霍尔器件、穿芯电容器、穿芯PTC、分离滤波器、特种滤波器、高阶滤波器等,设计抗电磁脉冲系统。
       ( 5)特别是当误码和虚假信号干扰系统时更应特别注意系统的数据处理,当检测到电磁脉冲时干扰达到破坏伏值时,就切断数据线和地址线与外部的连接、并接地保护;当检测到电磁脉冲时干扰伏值干扰伏值较低,未达到破坏等级时,数据处理技术应能在大于电磁脉冲持续时间内对数据去较错、纠错、存储和传输。

       ( 6)采用自动增益控制与增益限制技术,使用电路隔离技术隔离电瞬变现象。

4、接插件防护。作战舰艇电路接插件与民用电路接插件要求方面有着本质的区别,首先在强力震动、冲击情况下,不仅不能脱落,而且还不允许接触震动引入干扰;还要在战时能快速更换损坏的单元。我本人见到脑子一根筋的设计师实在有些多,只注重外观和环境影响,不注重可靠,不注重能快速修理、维护、更换。结构也是设计师的作品,我看一眼结构就能判断设计师的“功力”脑子灵活还是迟钝。一个笨设计师会让多少战士流血牺牲,甚至一场战争的失败。文凭、学术头衔与实际能力未必成正比。

5.Self-testing-selection设计概要。

6.舰艇防电磁泄射方式及优化屏蔽新材料应用设计概要。

 

由于时间关系今天就写到这里,待空一些再写,详文有机会在专业研讨会发表

 

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