電磁輻射分析儀在艦船電磁輻射防護(hù)中的應(yīng)用

一、艦船電磁輻射危害

電磁環(huán)境效應(yīng)是電磁環(huán)境對電氣電子系統(tǒng)、設(shè)備、裝置的運行能力的影響，涵蓋所有的電磁學(xué)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(zhì)的危害，以及雷電和沉積靜電等自然效應(yīng)。高科技在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，各種電磁輻射體，如雷達(dá)、通信和導(dǎo)航設(shè)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(qiáng)電磁輻射干擾機(jī)的出現(xiàn)，使武器裝備面臨的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。據(jù)有關(guān)報道，北大西洋公約組織批準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-464A《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求》中給出了各種應(yīng)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(shù)的高功率微波(HPM)武器的峰值功率可以達(dá)到100MW～100GW；電磁波炸彈以非核爆炸方式產(chǎn)生類似于高空核電磁脈沖（EMP）的強(qiáng)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(shè)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(dǎo)致的打火、揮發(fā)性易燃品的燃燒、有害的人體生物效應(yīng)、電引爆裝置的誤觸發(fā)、安全關(guān)鍵電路的故障或逐步降級等。電磁輻射對人體、燃油和設(shè)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(shè)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(shè)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(jī)、各類固定翼飛機(jī)、機(jī)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(dǎo)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(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場可能導(dǎo)致導(dǎo)彈引信起爆，艦艇出航試驗不得不卸下裝艦導(dǎo)彈；發(fā)射機(jī)工作時，手觸及金屬構(gòu)件產(chǎn)生的高頻感應(yīng)電壓，使皮膚灼傷、起泡；當(dāng)短波發(fā)射機(jī)、對海超短波電臺工作時，本艇搜索雷達(dá)受到嚴(yán)重干擾，不能工作；艦載衛(wèi)星通信的影響，使雷達(dá)與衛(wèi)通系統(tǒng)因相互干擾不能同時工作；在米波段設(shè)置的警戒雷達(dá)的作用使內(nèi)通受到干擾；強(qiáng)電磁場的超劑量照射使相關(guān)人員健康出現(xiàn)問題。強(qiáng)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(shè)備的危害—高輻射能量導(dǎo)致靈敏設(shè)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(hù)

保證艦上電磁輻射不對人員、武備及其敏感設(shè)備造成危害是艦船電磁兼容性設(shè)計的重要內(nèi)容之一。應(yīng)在艦船研制初期提出電磁輻射危害防護(hù)要求；總體設(shè)計中進(jìn)行相應(yīng)的電磁輻射防護(hù)設(shè)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(yīng)劃出輻射危害區(qū)，設(shè)置“當(dāng)心電磁輻射”或“當(dāng)心微波”的警告標(biāo)志，或在甲板上涂覆醒目區(qū)域標(biāo)志線等，維護(hù)保持好這些區(qū)域標(biāo)識.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對標(biāo)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(jìn)行電磁輻射危害場強(qiáng)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(jié)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(qiáng)的測量就顯得尤為重要.通常根據(jù)測得的天線附近場強(qiáng)分布，劃定人員活動安全區(qū)。

在艦船上快捷高效地進(jìn)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(shù)，所有測試和分析計算結(jié)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(qiáng)度，并直接顯示暴露限值，用于根據(jù)國軍標(biāo)進(jìn)行電磁輻射安全分析。該設(shè)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(hù)

在艦船系統(tǒng)的電磁輻射屏蔽防護(hù)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(biāo)和軍標(biāo)，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。