波濤平緩下來的南大西洋海面泛著粼粼波光,反照著海面上一艘冒出滾滾濃煙的驅逐艦,這艘軍艦剛剛被一枚飛魚導彈打中,艦體上瘆人的破洞里烈焰升騰。
這是英國皇家海軍的謝菲爾德號驅逐艦在馬島戰爭期間被導彈擊中后的情景,最終謝菲爾德號沉入了海底。
這是一次電磁兼容性不良的悲劇,本來謝菲爾德號作為英國最先進的驅逐艦之一擁有很高水平的雷達和防空導彈。但是,因為她正在用衛星天線跟英國國內通信,而衛星通訊容易被對空搜索雷達所干擾,謝菲爾德號不得不暫時關閉了雷達,就在這個時間段里,阿根廷攻擊機發射了導彈。
現代軍艦上的電子設備很多,而且隨著技術的進步,更有越來越多的趨勢。
每種電子設備都會有其電磁波的泄射,更不用說,軍艦上還有大票的雷達、無線電、衛星天線和電子戰設備,這些設備的工作原理就是向外發射電磁波,同時很多還有接收機接收電磁波以實現其功能。
我們都知道陽光雖然是白光,但用分光鏡就能把陽光分成連續的光譜??梢姽馐请姶挪?,而軍艦上的雷達、通訊和電子戰設備發射的也是電磁波,因為電磁波在頻率上分布廣泛,所以,不同用途的電子設備往往工作在不同的頻段上。
因此,在理解電磁兼容性時,我們可以把各種頻率的電磁波都理解成各種不同顏色的光。
軍艦上層層疊疊、工作在不同頻率的各種電子設備,就像一大群人站在軍艦上用不同顏色的手電向外照射,同時戴著濾色眼睛盯著看。每個人手持的手電(發射機)都有特定的顏色,而他的濾色眼睛(接收機)只能看到這種顏色的光,其他顏色都被過濾掉。
如果能夠完全做到這一點,那么電磁兼容性問題基本就可以解決,但實際做起來的難度還是挺大的。
首先,電子戰設備為了干擾對方的探測,將覆蓋很廣闊的頻率,也就是說他必須包含有多種顏色才能晃瞎敵人的眼睛。但這樣一來,我們船上戴著濾色眼睛的很多人也會被反射回來的光強烈干擾,給照的頭暈惡心。
其次,雷達為了提高抗干擾性能,往往可以在多個頻率上工作,甚至一邊工作一邊頻繁變動頻率,看上去就是他發出的光一會兒藍一會兒綠,一會兒又變成藍不藍綠又不綠,他身邊的人如果戴著藍色和綠色眼鏡可就慘了。
第三,船上有個別人需要看的非常遠(遠程警戒雷達或制導雷達),他就需要一個超大功率,賊亮賊亮的特大號手電,而因為制造工藝的問題,超大功率的手電很難做到顏色特別單純,總是帶著些相近顏色的光。在這種情況下,發射和觀察臨近顏色的其他人 就很容易被這個家伙漏出來的光給晃得頭昏眼花。
除了以上這些干擾之外,電纜和電纜之間還會因為耦合等問題造成更多小的干擾。
要改善電磁兼容性能,這實際上是個非常復雜的問題,我們這里僅就大致的方法做一點介紹。
比如相近頻率的電磁干擾,也就是手電顏色差不多的兩個甚至多個人,盡可能把他們分別扔到船頭船尾去或者弄一面墻隔開,各自照一個方向,這樣互相之間就盡可能減少了干擾,技術人員管這個叫隔離;
改進觀察者的濾色眼鏡,讓通過的眼鏡的光的顏色更純(技術人員管這個叫濾波) ,可以減少接近的顏色漏進來的可能性;
通過統一管理船上拿著手電的所有人,盡量給每個人分配一個顏色,讓大家各司其職,也可以減少雜色造成的誤判;
把手電筒的側面后面都拿黑色膠條粘上,讓它發出的光不會從這些意想不到的地方泄露出來照到別人,技術人員管這個叫屏蔽。
有了上面這幾招,基本上這好幾十人因為被別人晃到而抱怨的情況就少多了,不過電磁兼容是幾乎永無止境的話題,值得專家們為之不斷奮斗。
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原文標題:比起民品,軍品的電磁兼容問題更加值得受關注和重視(20171221)
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