電磁輻射分析儀在艦船電磁輻射防護中的應用

一、艦船電磁輻射危害

電磁環(huán)境效應是電磁環(huán)境對電氣電子系統(tǒng)、設備、裝置的運行能力的影響，涵蓋所有的電磁學科，包括電磁兼容性，電磁干擾，電磁易損性，電磁脈沖，電子對抗，電磁輻射對武器裝備和易揮發(fā)物質的危害，以及雷電和沉積靜電等自然效應。高科技在軍事領域的廣泛應用，各種電磁輻射體，如雷達、通信和導航設備等輻射源數(shù)量的成倍增加，加上高功率微波武器等定向能武器和電磁脈沖彈及超寬帶、強電磁輻射干擾機的出現(xiàn)，使武器裝備面臨的電磁環(huán)境十分復雜。據(jù)有關報道，北大西洋公約組織批準使用的軍用電磁輻射裝備的頻帶幾乎覆蓋了全部常用電磁波頻段。美國軍用標準MIL-STD-464A《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應要求》中給出了各種應用武器系統(tǒng)可能面臨的外部電磁環(huán)境。比如采用定向能技術的高功率微波(HPM)武器的峰值功率可以達到100MW～100GW；電磁波炸彈以非核爆炸方式產生類似于高空核電磁脈沖（EMP）的強電磁輻射，可以直接摧毀或損傷各種敏感電子部件。

電磁輻射危害指人體、設備、軍械或燃料暴露于危險的電磁輻射環(huán)境中時，電磁能量密度導致的打火、揮發(fā)性易燃品的燃燒、有害的人體生物效應、電引爆裝置的誤觸發(fā)、安全關鍵電路的故障或逐步降級等。電磁輻射對人體、燃油和設備的危害在軍用和民用場合都可能存在，而對軍械的危害是軍用裝備和設施所特有的。由于電磁輻射現(xiàn)象在海軍中比較普遍地存在，因此不可避免地存在著電磁輻射危害，這不僅僅表現(xiàn)在艦船平臺對象上，還存在于海軍幾乎所有具有電磁輻射的設備周圍或場合，其中的典型區(qū)域包括觀通站、彈藥庫、油庫、直升機、各類固定翼飛機、機場和碼頭。由于艦船空間小、工作頻段寬、發(fā)射功率大等原因，電磁輻射導致潛在危害問題表現(xiàn)得更加突出。具體表現(xiàn)在由于發(fā)射機產生的強電磁場可能導致導彈引信起爆，艦艇出航試驗不得不卸下裝艦導彈；發(fā)射機工作時，手觸及金屬構件產生的高頻感應電壓，使皮膚灼傷、起泡；當短波發(fā)射機、對海超短波電臺工作時，本艇搜索雷達受到嚴重干擾，不能工作；艦載衛(wèi)星通信的影響，使雷達與衛(wèi)通系統(tǒng)因相互干擾不能同時工作；在米波段設置的警戒雷達的作用使內通受到干擾；強電磁場的超劑量照射使相關人員健康出現(xiàn)問題。強電磁場可能存在的危害性主要涉及對軍械系統(tǒng)電爆裝置的危害（HERO）—電磁輻射引起軍械武器電點火的誤爆；對燃油的危害（HERF）—射頻電弧和火花引起易燃料燃燒；對元器件和設備的危害—高輻射能量導致靈敏設備的損壞；對人體的危害（HERP）—過量的電磁輻射損害人體健康等方面。

 二、艦船電磁輻射防護

保證艦上電磁輻射不對人員、武備及其敏感設備造成危害是艦船電磁兼容性設計的重要內容之一。應在艦船研制初期提出電磁輻射危害防護要求；總體設計中進行相應的電磁輻射防護設計；研制過程中合理地解決電磁輻射危害問題。

1、艦船電磁輻射危害區(qū)劃定

暴露于艦船上發(fā)射天線輻射危害的區(qū)域，應劃出輻射危害區(qū)，設置“當心電磁輻射”或“當心微波”的警告標志，或在甲板上涂覆醒目區(qū)域標志線等，維護保持好這些區(qū)域標識.相關標準中對標志的規(guī)格、材料、制作和安裝給出了明確的規(guī)定。

2、艦船電磁輻射分析測試

要確定輻射危害區(qū)和安全距離，必須進行電磁輻射危害場強的測量分析。根據(jù)各種輻射源特性、發(fā)射天線參數(shù)等，估算發(fā)射天線周圍輻射場的分布，以及多輻射源工作的能量疊加結果，來評估危害和安全距離.實際上，艦船上高頻發(fā)射天線的輻射主要是近場，其分析有很大的不確定性，所以場強的測量就顯得尤為重要.通常根據(jù)測得的天線附近場強分布，劃定人員活動安全區(qū)。

在艦船上快捷高效地進行電磁輻射危害檢測可以選擇安諾尼（Aaronia）HF-60105V4電磁輻射選頻分析儀，其測試頻率范圍1MHz-9.4GHz，涵蓋大部分艦船電磁輻射源頻率，安諾尼的射頻電磁輻射分析儀使用了高性能的數(shù)字信號處理技術，所有測試和分析計算結果實時顯示，可以快速檢測艦船上的電磁輻射源的頻率和信號強度，并直接顯示暴露限值，用于根據(jù)國軍標進行電磁輻射安全分析。該設備可以同時作為頻譜分析儀使用。

3、艦船電磁輻射屏蔽防護

在艦船系統(tǒng)的電磁輻射屏蔽防護方面，德國安諾尼公司可以提供適用于艦船系統(tǒng)上的，世界上極高端的EMC/EMF軍用屏蔽材料。德國安諾尼（AARONIA）高性能電磁屏蔽材料，滿足各種國標和軍標，包括80dB X-Steel軍用屏蔽布、50dB Shield屏蔽織物等。80dB X-Steel由100％不銹鋼纖維制作而成，實現(xiàn)1MHz-50GHz的RF&LF電場的80dB屏蔽。在600℃高溫下仍能保持穩(wěn)定屏蔽性能，透氣性能好，特別是在高GHz頻段，X-Steel提供甚至比其他屏蔽材料高1000倍的屏蔽性能。另外50dB Shield屏蔽織物由安諾尼專利高科技屏蔽纖維制成，可以同時高效屏蔽射頻和低頻信號（RF&LF頻段），可折疊、透氣、水洗，抗菌、抗凍和防腐，并且非常透氣透明。