360 ° uitgebreide analyse van elektromagnetische interferentie en EMC-ontwerp van radarcircuits

Moderne radars stellen steeds hogere eisen aan de kwaliteit van het signaalspectrum en vereisen dat de radar betrouwbaar werkt in ruwe omgevingen met elektromagnetische interferentie. Dit stelt hogere eisen aan het anti-elektromagnetische interferentievermogen en het ontwerp van elektromagnetische compatibiliteit van radarcircuitsystemen. Aangezien de parasitaire output van het radarsignaal niet alleen wordt gegenereerd in het proces van signaalconversie, maar ook gerelateerd is aan de externe interferentie van het systeem, de interferentie tussen circuits, het structurele ontwerp, het procesontwerp en de afstemming van de signaaloverdracht van het circuitsysteem, het is noodzakelijk om elektromagnetische compatibele vereisten van het circuitsysteem te ontwikkelen, naast een redelijke oplossing, is het ontwerp correct, maar moet ook aandacht worden besteed aan de volgende punten.

een. Neem effectieve maatregelen zoals een redelijke aarding van circuits en ontkoppeling tussen circuits om alle irrelevante signalen te onderdrukken.

b. Assemblageontwerp, circuitlay-out en opstelling moeten correct en redelijk zijn.

c. Er moet een geavanceerd procesontwerp worden aangenomen en het yongucase-ontwerp moet mooi en redelijk zijn voor behuizingen van elektronische apparatuur

d. Versterk de EMC-schermen elektronische voedingsisolatie tussen unitcircuits en -kabels en tussen circuitsystemen.

Elektromagnetische compatibiliteitsanalyse en ontwerp van circuitsysteem

Wanneer een circuitsysteem is samengesteld uit hoogwaardige elektronische circuits van de unit om een ​​bepaalde functie te voltooien, is naast het juiste systeemschema ook het ontwerp van de elektromagnetische compatibiliteit erg belangrijk. Vooral voor het zeer stabiele signaalsysteem en sommige complexe circuitsystemen in moderne radars en circuitsystemen die in ruwe elektromagnetische omgevingen werken, is het ontwerp van elektromagnetische compatibiliteit zelfs nog belangrijker. Het volgende zal het elektromagnetische compatibiliteitsprobleem van het circuitsysteem in detail analyseren en de relevante implementatiemaatregelen en -methoden voorstellen.

1. Elektromagnetische compatibiliteit van het voedingssysteem

​​Er zijn drie vormen van interferentie in het voedingssysteem: de eerste is de interferentie van buiten het systeem, zoals het interferentiesignaal dat wordt veroorzaakt door de interferentie van het AC-stroomnet en het interferentiemagneetveld; de tweede is het interferentiesignaal dat door het systeem zelf wordt gegenereerd, zoals een rectificatiefilter. Na de rimpelinterferentie, de scherpe puls gegenereerd door de thyristor-spanningsregeling, de hoogfrequente puls veroorzaakt door de schakelende voeding, de lekkage van de hoogfrequente voeding en het geluid dat wordt gegenereerd door de Zener-buis, enz.; de derde is het veldstoringssignaal op de systeemaansluiting. . Om deze stoorsignalen te onderdrukken of te verzwakken, moet het voedingssysteem zorgvuldig worden ontworpen voor elektromagnetische compatibiliteit.

een. Voeg EMC elektronische afscherming en isolatiemaatregelen toe aan de voedingstransformator

Elke voedingstransformator moet elektrostatisch afgeschermde elektronica zijn tussen de primaire en secundaire om de interferentie van het primaire net te isoleren. Belangrijke voedingen moeten ook de hele transformator bedekken met materialen met een hoge magnetische permeabiliteit voor magnetische afscherming om de interferentie te onderdrukken die wordt veroorzaakt door het magnetische veld van de transformator en externe magnetische velden. Deze elektrostatische isolatie en magnetische afscherming van elektronen moeten betrouwbaar worden geaard.

b. De voedingstransformator moet zo ver mogelijk verwijderd zijn van het elektronische circuit, om de interferentie van de netfrequentie en het magnetische veld van de AC-voeding tot een minimum te beperken.

c. Als er in het circuitsysteem tegelijkertijd analoge circuits en digitale circuits zijn, moeten de analoge circuits en digitale circuits afzonderlijk worden gevoed. Voorkomt dat snelle stijgtijd-transiënten in digitale circuits analoge circuits beïnvloeden via de voeding.

d. Monteer het circuit redelijk, aard, bedraad en leg kabels correct. Bij de selectie van geschikte magnetische en elektromagnetische EMC-afschermingsgaasmaterialen moet rekening worden gehouden met grootte, gewicht en kosten.

2. Elektromagnetische compatibiliteit van signaaltransmissiesysteem

Er zijn twee belangrijke aspecten van interferentie tijdens signaaloverdracht. Een daarvan is dat wanneer het signaal door de transmissielijn gaat, er een elektromagnetisch veld omheen wordt gegenereerd, en deze elektromagnetische velden zullen stroom induceren in de omringende geleiders om een ​​interferentiesignaal te vormen; de andere is dat het signaal over het algemeen wordt gereflecteerd tijdens het transmissieproces, en het gereflecteerde signaal wordt geserialiseerd in andere circuits om een ​​interferentiesignaal te vormen. De volgende maatregelen kunnen in het algemeen worden genomen om de door transmissie veroorzaakte interferentie op te heffen.

een. Versterk de elektromagnetische afscherming. Voor verschillende frequenties en verschillende soorten unitcircuits kan de gecombineerde afscherming de onderlinge beïnvloeding verminderen.

b. Versterk de afstemming en isolatie van het transmissiesignaal, zodat de ingang en uitgang van het signaal bijpassende netwerken hebben en verhoog het isolatieniveau op de juiste manier om reflectie-interferentie te verminderen.

c. Onderdruk alle nutteloze signalen, ook als ze buiten de frequentieband van het circuit vallen, moeten onderdrukkingsmaatregelen worden genomen. Omdat gewone versterkers, frequentievermenigvuldigers, frequentiemixers en frequentiedelers allemaal niet-lineariteiten hebben, is het mogelijk om out-of-band signalen om te zetten in het effectieve frequentiebandbereik van de schakeling. Daarom moeten, indien nodig, verschillende filters worden toegevoegd om ongewenste signalen te onderdrukken.

d. Redelijke bedrading en redelijke opstelling van circuits. De transmissielijnen op de printplaat kunnen zowel zendantennes als ontvangstantennes worden. Daarom moeten ze redelijk gerangschikt zijn en moeten hun lengtes zoveel mogelijk worden ingekort om hun onderlinge interferentie te verminderen.

3. Elektromagnetische compatibiliteit van aarddraadsysteem

​​Als aardingsdraad van het circuitsysteem is de primaire taak om goed contact te maken en de aardinductantie en aardingsweerstand te minimaliseren.

​Maak de grondstroom minder pot en verminder onderlinge inductie.

​​In het circuitsysteem moeten de analoge signaalaarde, de digitale signaalaarde en de ruisaarde over het algemeen worden gescheiden, en sommige systemen hebben ook een afzonderlijke afschermingsaarde nodig. De analoge aarde wordt gebruikt voor analoge circuits en hun voedingen; de digitale signaalaarde wordt gebruikt voor digitale circuits en hun voedingen; de ruisaarde wordt gebruikt voor elektrostatische afscherming van wisselstroomtransformatoren en transformatorafscherming, afscherming van wisselstroomvoedingslijnen en zenders, enz. Deze aardingsdraden mogen niet worden verward en in het circuitsysteem worden aangesloten, zodat ze op een één punt buiten het systeem.

4. Elektromagnetisch compatibiliteitsontwerp van circuittechnologie en structuur:

Elektromagnetische compatibiliteit kan niet alleen worden beschouwd als een kwestie van circuitontwerpers, maar moet ook worden gecoördineerd door proces en elektronenafschermende behuizing:  structuur personeel om samen een redelijk ontwerp te voltooien. Want of het nu gaat om de instelling van de aardingsdraad, de opstelling van de kabel of het uiterlijk van het afschermingslichaam van de elektronische combinatie, de opstelling van de elektronische combinatie en de plaatsing van de transformator, en de selectie van verschillende materialen zijn alle elektronische structuurkwesties.

​​De verwerking van het afschermingslichaam, de productie en verzending van de printplaat en de assemblage van het circuit hebben directe invloed op de afschermings-, stralings- en geleidingseffecten, wat een procesprobleem is. Bij het ontwerpen moet op de volgende punten worden gelet.

een. Verdeel en combineer elektronische schakelingen op redelijke wijze zodat ze kunnen worden gecombineerd in verschillende functionele blokschakelingen op basis van hun functies. Vooral voor het periodieke pulssignaalcircuit is het het beste om het in hetzelfde functionele blok te laten beginnen en eindigen, dat wil zeggen, geassembleerd in hetzelfde EMI-afscherming behuizing.

b. Het digitale circuit en het analoge circuit moeten afzonderlijk worden gemonteerd en de verbinding daartussen moet worden geïsoleerd. Indien nodig kunnen foto-elektrische koppelinrichtingen worden gebruikt om ze volledig te isoleren.

c. Voor kabels die zeer stabiele signalen verzenden, voegt u indien nodig emi-afschermingshulzen toe aan de kabels, of gebruikt u halfharde kabels en stijve kabels.

d. De opstelling van circuits en componenten moet redelijk zijn, het signaal niet omslachtig maken en de output, input en onderlinge koppeling in verschillende situaties minimaliseren.

e. Probeer een vliegtuiginstallatiecircuit te kiezen, aard geen groot gebied, de weerstand tegen elektromagnetische veldstraling is beter dan die van een driedimensionaal circuit, wat de veldstraling aanzienlijk kan verminderen.

v. Besteed speciale aandacht aan ruiscircuits, de montagepositie van ruiscomponenten en ga om met hun aarddraden, zoals: relais, stroomtransformatoren, apparaten met hoog vermogen en hoge stroomsterkte en hoogspanningspulscircuits.

g. Installeer geen hoogvermogen- en hoogstroomcomponenten op de afscherming om te voorkomen dat hun retourstroom onnodige koppelingsinterferentie veroorzaakt door de elektromagnetische interferentieafscherming.

5. elektromagnetisch afschermingsontwerp:

 Bij het ontwerp van elektromagnetische compatibiliteit is het uiterlijk en het structurele ontwerp van het schild een zeer belangrijk aspect. Afscherming is een belangrijk middel om alle irrelevante signalen te onderdrukken. Over het algemeen kan het worden onderverdeeld in drie typen: elektrostatische afscherming, magnetische afscherming en elektromagnetische afscherming.

1. Elektrostatische afscherming

​​Elke twee geladen objecten in de ruimte kunnen een elektrostatisch veld genereren, en een verandering in de spanning van een van hen zal zeker een verandering in de andere veroorzaken, wat resulteert in een elektrostatische ramp. Het mechanisme van elektrostatische koppeling wordt veroorzaakt door de capacitieve botte actie die bestaat tussen de circuits.

​​De beste manier om statische elektriciteit te overwinnen, is door een metalen plaat als statisch schild te gebruiken. Isoleer de twee storingsbronnen met een metalen plaat, of installeer alle componenten op het circuit aan één kant van de metalen plaat, zoals bij circuits voor opbouwmontage, om een ​​goede elektrostatische afscherming te verkrijgen. De specifieke afschermingsmethode, met name de afscherming van het catastrofale effect van de verdwaalde capaciteit, moet in de beginfase van het ontwerp volledig worden overwogen.

Afschermingsmethode: plaats een metalen plaat tussen de twee afgeschermde circuits en maak elektrische verbindingen tussen de metalen platen en de grond, zoals weergegeven in figuur 1. Op deze manier worden de hoogspanningslijnen vanaf één punt geblokkeerd door de afschermplaat, die de rol van elektrostatische afscherming speelt.

​​Er kan ook een afschermende afdekking van worden gemaakt, zoals weergegeven in figuur 2, en er kan ook een goed afschermend effect worden verkregen. In figuur 2 is te zien dat de hoogspanningslijn op punt A punt B niet kan bereiken, dus het kan ook een goede rol spelen bij elektrostatische afscherming.

 Vergroot de afstand tussen A en B om de strooicapaciteit te verminderen en ook het catastrofale effect van de capaciteit te verminderen, maar deze methode is beperkt door het volume en kan over het algemeen niet worden gebruikt. Speciale aandacht moet worden besteed aan het goede contact tussen de elektrostatische afscherming en de grond. Als het contact niet goed is, zal er een potentiaalverschil zijn tussen de afscherming en de grond, wat het afschermende effect zal beïnvloeden. Daarom is het vereist dat de afschermingsdoos moet worden behandeld met geleidend en anticorrosief. De schroeven en klinknagels die voor de bevestiging worden gebruikt, mogen niet te dun zijn. Probeer het elektrische contact goed te maken, de aardingsweerstand te verminderen en de aardingsinductantie te verminderen.

 2. Magnetische afscherming

Als de stroom in de draad vloeit, wanneer deze door de inductorspoel en de transformator vloeit, wordt er een magnetisch veld omheen gegenereerd. Het magnetische veld wordt voortgeplant door de wederzijdse inductantie in het circuit. De magnetische veldlijnen die door de stroom worden gegenereerd, induceren spanningen in andere circuits via de wederzijdse inductantie.

Vooral bij lage frequenties onder de 3KH: het belangrijkste interferentie-effect wordt veroorzaakt door het magnetische veld, maar het oplossen van de magnetische afscherming is vaak duur en moeilijk. Bij radar is magnetische afscherming vooral gericht op vermogenstransformatoren en hoogspanningsmodulatoren. Over het algemeen wordt de transformator met een lage rimpelvoeding vaak afgeschermd door permalloy, anders worden er geen goede resultaten behaald.

3. Elektromagnetische afscherming

Elk soort wisselstroomcircuit produceert afwisselend elektrische en magnetische velden. Elektromagnetische afscherming is gerelateerd aan de aard van het elektromagnetische veld, de frequentie van verandering en de afstand tussen de stralingsbron en de receptor. In het elektronische radarsysteem is de werkfrequentie over het algemeen hoger en boven IKHz wordt aluminium over het algemeen gebruikt als het elektromagnetische afschermingsmateriaal. De aluminium afschermdoos gemaakt van snijtechnologie kan 300MHz-signalen boven 100dB afschermen en isoleren. Wanneer de frequentie lager is dan ] KHz, is het magnetische veld voornamelijk afgeschermd en moeten materialen met een hoge magnetische permeabiliteit worden geselecteerd.

In het elektronische circuitsysteem wordt voor het gemak van interne bedrading en het verwijderen en plaatsen van het circuit een afdekplaat toegevoegd aan de afschermingsmontagedoos. Soms worden voor ventilatie en warmteafvoer gaten en spleten in de afschermplaat geponst, waardoor er onderbroken punten in het afschermingslichaam ontstaan. Veroorzaakt signaallekkage en veroorzaakt interferentie. Wanneer u dit probleem tegenkomt, aarzel dan niet om het over te laten aan: yongucase, dat al 18 jaar een fabrikant is van behuizingen voor elektronische apparatuur en een zeer rijke ervaring heeft in het ontwerpen van afschermingsbehuizingen. U hoeft alleen de ontwerpideeën van de behuizing en de grootte van de printplaat op te geven. U kunt de ideale afschermingsdoos voor u op maat maken. We zullen de posities van de componenten correct rangschikken, zodat de spleten en gaten de geïnduceerde stroom niet afsnijden. Indien nodig kunnen de gaten worden veranderd in afgesneden golfgeleiders om de gatenstraling verder te verzwakken.

6. Ontwerp van schildmontage

Naast het afschermingsontwerp is ook de assemblagetechnologie erg belangrijk, vooral voor de assemblage van RF-systemen, die zorgvuldig moeten worden ontworpen.

In het algemeen moeten de volgende punten worden opgemerkt.

een. Het afschermingsontwerp van het interne circuit moet het lekken van radiofrequentie-energie van het elektronische circuit zelf kunnen voorkomen, en ook de invloed van externe elektromagnetische energie erop voorkomen.

b. Neem maatregelen om onnodige feedback en ongelukken tussen circuitfasen te voorkomen.

c. Voeg filtermaatregelen toe aan de voeding om de geleiding van radiofrequentiesignalen binnen de elektronische combinatie en tussen de elektronische combinatie en de combinatie te verzwakken en te onderdrukken.

d. Hoe kleiner de RF-aardingsweerstand, hoe beter.

Natuurlijk moet er ook rekening worden gehouden met de eisen van volume, gewicht, kosten, enz.

Als de demping van het parasitaire veld tussen de circuits relatief hoog is, is het beter om de montagedoosstructuur te gebruiken. Het kan worden gemaakt in een enkele isolatiekamer, of het kan worden ontworpen in meerdere isolatiekamers, dat wil zeggen een afschermingsdoos, die is verdeeld in verschillende isolatiekamers. Dit soort montagedoos heeft een betere isolatie voor elektrostatisch veld en elektromagnetisch veld. Het beste materiaal voor het maken van de montagedoos is aluminium, dat goedkoop en licht is en over het algemeen een goed isolerend effect heeft op het radarcircuitsysteem. Aluminium heeft een goede corrosieweerstand, sterke plasticiteit, recycleerbaarheid en een goed warmteafvoerend effect, waardoor het de beste keuze is voor industriële apparatuurbehuizingen. Yongucase heeft kant-en-klare afschermingsdozen met meerdere specificaties en maten, en de maat kan worden aangepast, anodiseren, gaten openen, enz.

​Bij het monteren van deze schilden treden vaak lange naadlekken op en moeten de nodige maatregelen worden genomen om veel contactpunten op de lange naad mogelijk te maken. Maatregelen zoals het toevoegen van schroeven, het toevoegen van elastische vellen en het bekleden van geleidende pads kunnen worden gebruikt. We moeten echter aandacht besteden aan anticorrosie, vooral elektrochemische anticorrosie, anders kan het bevredigende effect niet lang worden gehandhaafd.

​​Er moet ook rekening worden gehouden met de interferentie van de radiofrequentiedraad, de amplitude van het transmissiesignaal moet redelijk worden gekozen en de richting van de systeemkabel en de pulssignaallijn moet correct worden geregeld. AC-signaallijnen mogen niet aan elkaar worden gebonden, vooral grootschalige pulssignalen moeten tijdens de transmissie strikt worden onderscheiden van signalen met een hoge zuiverheid.

​​Kortom, afschermingsontwerp is een relatief complex ontwerp, dat niet alleen kennis van mechanisch ontwerp vereist, maar ook kennis van de verschillende aspecten van het betrokken elektrolijk.