由国产航母下水想到航 空 母 舰对于电磁兼容性的要求和现状

  随着第二艘航母的下水，代表着我国海军实力跨入了一个历史性的时刻。告别了瓦良格号的辽宁舰，这次是国人完全自主独立研究的国产首艘001航母，举国为之振奋。

 当然作为从事电磁兼容行业者，EMC最早也是从舰船、雷达、飞机等军品上面开始重视，后期才渗透到民品行业。所以军品上面的电磁兼容技术肯定是远远领先的，所以我们下面可以多了解下军工方面关于对电磁兼容性的要求。

目前我国自主第一艘研发的航母已经下水，对于航母来说最重要的武器就是舰载机。大批舰载机的快速起降是航母战斗力的保证，所以就有了航母空管中心。自动着舰系统可精确引导舰载机着舰。

图为美军航母。

　　以目前现代航母装备的自动着舰系统为例：它的原理是利用精确跟踪雷达探测飞机，获得舰载作战飞机的坐标和运动状态，然后输入计算机，后者根据航母甲板运动状态和飞机的运动轨迹来确定飞机的下滑航迹是否符合要求。如果不符合，那么计算机计算出相关误差，利用数据链发送给作战飞机，由后者的飞行控系统对飞机的状态进行纠正，确保飞机处于正确的下滑航迹上面。从而可以准确、安全的降落。

　　为了安全起见，自动着舰系统有多种工作模式，可以供飞行员或者着舰指挥官进行选择或者切换。其中模式1是全自动着舰模式，它是利用数据链联接航 空 母 舰和舰载机，由后者根据前者传递来的信息进行自动着舰。

　　着舰系统由航母空管中心管理操作

　　需要指出的是航母自动着舰的控制信息不是由航母上的作战中心发出的，而是由航母空中交通控制中心负责。目前美国航母空中交通控制中心凭借数据链可以同时控制2架飞机在相隔30秒钟内相继在航母上着舰。

　　而自动着舰系统只是一艘航母舰载机指挥引导系统一部分。除此之外还有战术空中导航系统、空中交通管制系统和着舰引导系统多个系统，对舰载机进行引导。在现代航母上，这些系统已经能够通过数据总线有机相接，形成综合导航和引导系统，同时还可以与航母编队指挥与战术数据处理系统进行联接，实现资源的共享和战、归航等作业的更好的协调。

  现代航母装备的自动着舰系统可自动引导舰载机精确的降落在航母甲板上。

图为中国自动着舰系统。

　　战机进入100公里以内将由航母空管中心引导指挥

　　一航而言，航母的战术空中导航系统在300公里左右为归航的舰载机提供指挥引导，到了距离母舰100公里处，由空管雷达接手，对返航的飞机进行编组，确定着舰的顺序。然后舰载机进入等待着舰阶段，舰载机按进场队形逆航母前进方向平行于航母的右舷飞行。

　　然后转弯飞跃舰艏，转入顺风段，一直到距离航母大约30公里，在这个阶段由航母上的战术空中导航系统进行引导，到达距离母舰大约10公里处，由舰上的自动着舰系统开始引导，一直到距离母舰大约3公里处，进入舰上光学助降系统工作区域，然后据此着舰。

　　着舰系统工作全部自动完成人只需监控设备

　　由此可见舰载机着舰短短数分钟内，涉及到航母、舰载机、护航舰等众多的系统，特别是整个过程都是在电子设备自动控制下完成的。

　　人的功能只是监控这些设备能够正常工作，加上舰载机着舰的时候高度较低，姿态难以迅速改变，所以一旦某个系统的故障，模式切换比较困难，级有可能造成舰载机或者母舰的事故。

   所以航母上的各种装舰设备在装舰之前要做整体性兼容性试验，对上舰飞机也要做电磁兼容性试验，如美国的F/A-18战斗机，它的电磁兼容性试验到1984年才算完成。

　　航母雷达无线电之间容易相互干扰

　　航母的电磁兼容主要解决两大部问题，一个是暴露大名在外的天线和传输线接收到的干扰，这些干扰进入接收设备和系统后，会造成设备工作的不稳定甚至故障。第二个是电磁干扰经过未知的入口进入到设备。

　　第一个问题解决起来比较容易，而第二个相对就比较困难。如雷达之间的干扰，当两部以上的雷达选择在同频率工作的时候，有可能产生同频干扰，另外无线电通信系统多采用连续波体制，收、发机工作频率产窄，因此也容易产生相互之间的干扰。

　　还有一点就是电子战与雷达、通信系统之间的干扰，特别是主动干扰机，它通过施放大功率连续波干扰噪声，对来袭反舰导弹雷达导引头进行压制和干扰。这样在干扰对方雷达导引头的同时，也会干扰自己的舰载设备。

　　海军舰队电子系统多工作频率广导致电磁环境恶劣

　　目前国外航母采取的电磁兼容性措施包括；采用宽带频率捷变、单脉冲跟踪、大动态接收和光电探测系统等新技术，提高航母的电磁兼容能力，同时对舰载雷达工作频率进行电磁兼容性管理，实行电子设备的发射控制，在通信系统方面采用单边带技术、频率调制技术及编码技术等，让干扰降低到最小，同时在天线设计上尽量采用综合天线系统等，另外供电系统采用合理的布局、良好的走线及屏蔽等，保证电力设备不会干扰电子设备。

　　不过水面舰艇电磁兼容的难度要高于其他武器。主要体现以下几个方面；首先是电子系统设备多，包括雷达、通信、导航等多种设备，工作频率广，几乎覆盖超长波到毫米波。另外设备功率强大，可以高达光兆瓦级，加上现代水面舰艇经常以编队作战，这样可能数部甚至数十部设备一起工作，电磁环境恶劣。

  大型航母舰队在恶劣海况条件下进行作战行动时的电磁干扰会更加厉害，美军现在也没有完全解决这个问题。

图为美军航母编队。

　　海军电磁兼容问题头绪多难度大美军也未解决

　　另外舰艇上层建筑复杂，加上经常在高温高盐环境工作，所以结构非常容易出现在“锈蚀螺栓效应”，从而产生互调产物，进一步污染电磁环境。再加上舰艇功率巨大的电源系统，由于大负荷的接通与断开会引起的电源特性变化，从而对舰上的设备造成干扰。所以舰艇的电磁兼容问题比其他军用装备更加复杂，难度也更大。

　　即使拥有世界最先进的美国，早就进行大量的电磁兼容方面的工作，对于电磁兼容方面进行了大量的研究和探索，然后建立了舰船微波电磁兼容分析、舰船通信系统电磁兼容分析等大量的模型，并且建立三军通用的电磁兼容数据库，但是依然有大量的问题没有解决。

　　根据相关资料，在本世纪初，美国海军就有近600个电磁兼容性问题没有解决。而英国海军由于没有解决雷达和通信系统的电磁兼容问题，在马岛海战中，“谢菲尔德”号为了保证通信系统的工作而关闭了雷达，结果对方飞鱼雷达此时飞临，结果被击沉。

护卫中国测控船队到南太平洋执行远程运载火箭的测控任务的051C驱逐舰由于担心海区电磁环境恶劣，为了防止反舰导弹意外发射，所有舰艇均没有配备导弹。

图为参加护航的106号驱逐舰。

　　为防止电磁干扰中国驱逐舰曾不带导弹

　　中国电磁兼容技术起步较迟，在上世纪70年代才开始着手建立相关试验设施和标准。而国外早在50年代就开始相关工作的建设，但是受限于当时的经济技术实力，这项工作在武器装备的研制过程中，并没有得到普遍的运用。例如中国自行研制的第一代水面舰艇，没有系统、全面的考虑电磁兼容问题，结果051型驱逐舰首批舰护卫中国测控船队到南太平洋执行远程运载火箭的测控任务的时候，由于海区电磁环境恶劣，为了防止反舰导弹意外发射，所有舰艇均没有配备导弹。

　　中国电磁兼容现只能解决小编队兼容问题

　　此后在自行研制和引进技术的基础上，中国电磁兼容研究得到加速发展。参照美国军用标准，制订了中国自己的电磁兼容军用标准，另外在基础理论、材料及设计手段都有了较大的突破。水面舰艇方面从第二代水面舰艇开始，在舰艇设计之初就明确了电磁兼容方面的设计要求，设计中采用了船船试验优化天线布置、同时建立相关模型，确定电子设备之间是否相互产生干扰，研制新型数字信号单点接地系统等。增强了中国水面舰艇的电磁兼容能力。

　　目前中国已经研制了第一代电磁兼容管理系统，进一步提高了全舰电磁兼容性能。更为重要的是在新一代水面舰艇，首次进行了机舰一体化的电磁兼容性的研究，为中国航母的论证和建造打下了初步的基础。

　　尽管中国在水面舰艇电磁兼容性领域取得了一定的进展。但是实事求是的说，与国外还是有一定的差距，特别是在一些基础研究和模型上面，目前完成的多是单舰和小编队的电磁兼容性项目，设备相对较少，处理起来比较简单。所以解决整体的问题，任重而道远。