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减少航空航天和国防系统中微波电缆组件的EMI/RFI
材料来源:《微波杂志》2020年1/2月号           录入时间:2020/2/10 14:48:08

Reducing EMI/RFI in Microwave Cable Assemblies for A&D Systems

Paul Pino,戈尔公司 (W. L. Gore & Associates)

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在航空航天和国防应用中,减少电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)这个话题日益受到关注。消费产品通讯技术正在快速转移到空口(OTA)传输,需要在较长距离传输更多信息,推动更宽的带宽、更高的频率和更大的传输功率。电子战(EW)和雷达等国防系统都有类似的趋势,向着更高的频率和更大的功率发展,对电缆组件和电子组件的屏蔽效能也有更严格的要求。随着本已充满噪声源和干扰的射频环境变得更加拥挤,系统和组件的抗EMI和RFI性能将在系统可靠性中起着更大的作用。

EMI/RFI对电缆性能的影响

EMI是指极宽频谱上的噪声或干扰。例如,噪声源可以是在双位数范围发出低频干扰的真空吸尘器马达。RFI与RF频谱(一般从20kHz到300GHz)内发出的干扰有关。

对于微波电缆组件而言,EMI和RFI可以有双向的作用。如果电缆组件能够产生相当大的干扰,那么它也容易受到相当大的干扰。电缆屏蔽的目标是将噪声和干扰信号屏蔽在电缆外,将期望信号保留在电缆内。当电缆组件对EMI/RFI敏感时,期望信号(通过电缆组件传播的信号)可能会受到损害,甚至由于干扰而变得难以分辨。

随着频率的增加,例如当微波应用的频率在300MHz到300GHz之间时,屏蔽电缆组件变得更具挑战性。更高频率的信号,加上更大的传输功率,会导致通过屏蔽泄漏所辐射的功率增加。当电子设备与电缆靠近辐射元件,此组合将增加干扰的风险。排除信号干扰问题,特别是在飞机上,是一项非常严苛的挑战(见1)。强有效的屏蔽对系统性能起着关键的作用。

1排除信号干扰问题是一项挑战,尤其是在飞机上。

在蜂窝通信技术中,对新手机设计进行5G OTA测试时,被测器件(DUT)无需连接电缆进行测试验证。所有的测试信号在受控环境中通过OTA传输,以接近真实环境条件。在这种环境下,屏蔽效能差的微波电缆组件会容易出现辐射和接收不想要的信号,这可能对设计验证产生不利影响。

电缆组件若是易受EMI/RFI影响,可能对机载EW应用产生尤其深刻的影响。现代EW系统从飞机周围的电磁环境收集大量数据,据以确定威胁类型、位置、距离和威胁程度。屏蔽效能差的电缆组件或者屏蔽效能受损的电缆组件会降低系统天线的信号以及系统识别和确定如何应对潜在威胁的能力——特别是威胁侦测的设计目标:在距离致命攻击距离还有至少2倍的地方,就侦测到威胁。


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