Analyse complète à 360° des interférences électromagnétiques et de la conception CEM des circuits radar

Les radars modernes ont des exigences de plus en plus élevées en matière de qualité du spectre du signal et exigent que le radar fonctionne de manière fiable dans des environnements d'interférences électromagnétiques difficiles. Cela met en avant des exigences plus élevées pour la capacité anti-interférence électromagnétique et la conception de compatibilité électromagnétique des systèmes de circuit radar. Étant donné que la sortie parasite du signal radar n'est pas seulement générée dans le processus de conversion du signal, mais également liée à l'interférence externe du système, l'interférence entre les circuits, la conception structurelle, la conception du processus et l'adaptation de la transmission du signal du système de circuit, il est nécessaire de développer des exigences électromagnétiques compatibles du système de circuit, en plus d'une solution raisonnable, la conception est correcte, mais doit également prêter attention aux points suivants.

un. Prenez des mesures efficaces telles qu'une mise à la terre raisonnable des circuits et un découplage entre les circuits pour supprimer tous les signaux non pertinents.

b. La conception de l'assemblage, la disposition et la disposition des circuits doivent être correctes et raisonnables.

c. La conception de processus avancée doit être adoptée et la conception de yongucase doit être belle et raisonnable pour les boîtiers d'équipements électroniques

ré. Renforcez l'isolation de l'alimentation électronique des blindages CEM entre les circuits et les câbles de l'unité et entre les systèmes de circuits.

Analyse de compatibilité électromagnétique et conception de système de circuit

Lorsqu'un système de circuit est composé de circuits électroniques unitaires de haute qualité pour remplir une certaine fonction, en plus du schéma de système correct, la conception de la compatibilité électromagnétique est également très importante. Surtout pour le système de signal hautement stable et certains systèmes de circuits complexes dans les radars modernes et les systèmes de circuits fonctionnant dans des environnements électromagnétiques difficiles, la conception de la compatibilité électromagnétique est encore plus importante. Ce qui suit analysera en détail le problème de compatibilité électromagnétique du système de circuit et proposera les mesures et méthodes de mise en œuvre pertinentes.

1. Compatibilité électromagnétique du système d'alimentation

Il existe trois formes d'interférences dans le système d'alimentation : la première est l'interférence provenant de l'extérieur du système, telle que le signal d'interférence causé par l'interférence du réseau électrique CA et le champ magnétique d'interférence ; le second est le signal d'interférence généré par le système lui-même, tel que le filtre de redressement Après l'interférence d'ondulation, l'impulsion aiguë générée par la régulation de tension du thyristor, l'impulsion haute fréquence causée par l'alimentation à découpage, la fuite de la haute fréquence l'alimentation électrique et le bruit généré par le tube Zener, etc. ; le troisième est le signal d'interférence de champ sur la connexion du système. . Pour supprimer ou affaiblir ces signaux d'interférence, le système d'alimentation doit être soigneusement conçu pour la compatibilité électromagnétique.

un. Ajoutez un blindage électronique CEM et des mesures d'isolation au transformateur de puissance

Chaque transformateur de puissance doit protéger électrostatiquement l'électronique entre le primaire et le secondaire pour isoler les interférences du réseau primaire. Les alimentations importantes doivent également couvrir l'ensemble du transformateur avec des matériaux à haute perméabilité magnétique pour le blindage magnétique afin de supprimer les interférences causées par le champ magnétique du transformateur et les champs magnétiques externes. Cette isolation électrostatique et ce blindage magnétique des électrons doivent être mis à la terre de manière fiable.

b. Le transformateur de puissance doit être aussi éloigné que possible du circuit électronique, afin de minimiser les interférences de la fréquence du réseau et du champ magnétique de l'alimentation en courant alternatif.

c. Dans le système de circuit, s'il y a des circuits analogiques et des circuits numériques en même temps, les circuits analogiques et les circuits numériques doivent être alimentés séparément. Empêche les transitoires à temps de montée rapide dans les circuits numériques d'affecter les circuits analogiques via l'alimentation.

ré. Assemblez le circuit de manière raisonnable, correctement mis à la terre, câblez et posez les câbles correctement. La sélection des matériaux de treillis de blindage CEM magnétiques et électromagnétiques appropriés doit tenir compte de la taille, du poids et du coût.

2. Compatibilité électromagnétique du système de transmission du signal

Il existe deux principaux aspects des interférences lors de la transmission du signal. La première est que lorsque le signal traverse la ligne de transmission, un champ électromagnétique est généré autour d'elle, et ces champs électromagnétiques induiront un courant dans les conducteurs environnants pour former un signal d'interférence ; l'autre est que le signal est généralement réfléchi pendant le processus de transmission, et le signal réfléchi est sérialisé dans d'autres circuits pour former un signal d'interférence. Les mesures suivantes peuvent généralement être prises pour surmonter les interférences causées par la transmission.

un. Renforcer le blindage électromagnétique. Pour différentes fréquences et différents types de circuits unitaires, le blindage combiné peut réduire l'influence mutuelle.

b. Renforcez l'adaptation et l'isolation du signal de transmission, de sorte que l'entrée et la sortie du signal aient des réseaux correspondants, et augmentez de manière appropriée le niveau d'isolation pour réduire les interférences de réflexion.

c. Supprimez tous les signaux inutiles, même s'ils tombent en dehors de la bande de fréquence du circuit, des mesures de suppression doivent être prises. Étant donné que les amplificateurs ordinaires, les multiplicateurs de fréquence, les mélangeurs de fréquence et les diviseurs de fréquence ont tous des non-linéarités, il est possible de convertir les signaux hors bande dans la plage de bande de fréquence effective du circuit. Par conséquent, si nécessaire, divers filtres doivent être ajoutés pour supprimer les signaux indésirables.

ré. Câblage raisonnable et disposition raisonnable des circuits. Les lignes de transmission sur la carte imprimée peuvent devenir à la fois des antennes émettrices et des antennes réceptrices. Par conséquent, ils doivent être disposés raisonnablement et leurs longueurs doivent être raccourcies autant que possible pour réduire leur interférence mutuelle.

3. Compatibilité électromagnétique du système de fil de terre

En tant que fil de terre du système de circuit, la tâche principale est d'établir un bon contact et de minimiser l'inductance de mise à la terre et la résistance de mise à la terre.

Rendre le courant de terre moins pot et réduire l'induction mutuelle.

Dans le système de circuit, la masse du signal analogique, la masse du signal numérique et la masse du bruit doivent généralement être séparées, et certains systèmes ont également besoin d'une masse de blindage séparée. La masse analogique est utilisée pour les circuits analogiques et leurs alimentations ; la masse du signal numérique est utilisée pour les circuits numériques et leurs alimentations ; la masse de bruit est utilisée pour le blindage électrostatique des transformateurs de puissance CA et le blindage du transformateur, le blindage de la ligne d'alimentation CA et les émetteurs, etc. Ces fils de terre ne doivent pas être confondus et connectés dans le système de circuit, de sorte qu'ils soient connectés à la terre à un point unique en dehors du système.

4. Conception de compatibilité électromagnétique de la technologie et de la structure des circuits

La compatibilité électromagnétique peut non seulement être considérée comme une question de concepteurs de circuits, mais doit également être coordonnée par processus et boîtier de blindage électronique  structurer le personnel pour réaliser ensemble une conception raisonnable. Car qu'il s'agisse du réglage du fil de terre, de la disposition du câble ou de la conception de l'apparence du corps de blindage de la combinaison électronique, de la disposition de la combinaison électronique et du placement du transformateur, ainsi que de la sélection de divers matériaux sont tous les problèmes de structure électronique.

Le traitement du corps de blindage, la fabrication et l'expédition de la carte imprimée et l'assemblage du circuit affecteront directement les effets de blindage, de rayonnement et de conduction, ce qui est un problème de processus. Les questions suivantes doivent être prises en compte lors de la conception.

un. Divisez et combinez raisonnablement les circuits électroniques unitaires afin qu'ils puissent être combinés en différents circuits de blocs fonctionnels en fonction de leurs fonctions. Surtout pour le circuit de signal d'impulsion périodique, il est préférable de le laisser commencer et se terminer dans le même bloc fonctionnel, c'est-à-dire assemblé dans le même Boîtier de blindage EMI.

b. Le circuit numérique et le circuit analogique doivent être assemblés séparément et la connexion entre eux doit être isolée. Si nécessaire, des dispositifs de couplage photoélectrique peuvent être utilisés pour les isoler complètement.

c. Pour les câbles qui transmettent des signaux très stables, ajoutez si nécessaire des manchons de blindage EMI aux câbles ou utilisez des câbles semi-rigides et des câbles rigides.

ré. La disposition des circuits et des composants doit être raisonnable, ne pas rendre le signal détourné et minimiser la sortie, l'entrée et le couplage mutuel dans diverses situations.

e. Essayez de choisir un circuit d'installation plane, ne mettez pas à la terre une grande surface, sa résistance au rayonnement du champ électromagnétique est meilleure que celle d'un circuit tridimensionnel, ce qui peut réduire considérablement le rayonnement du champ.

f. Portez une attention particulière aux circuits de bruit, à la position d'assemblage des composants de bruit et traitez leurs fils de terre, tels que : relais, transformateurs de puissance, appareils à haute puissance et à courant élevé et circuits d'impulsions à haute tension.

g. N'installez pas de composants haute puissance et haute intensité sur le blindage pour éviter que leur courant de retour ne provoque des interférences de couplage inutiles via le blindage contre les interférences électromagnétiques.

5. conception de blindage électromagnétique

 Dans la conception de la compatibilité électromagnétique, l'apparence et la conception structurelle du blindage sont un aspect très important. Le blindage est un moyen important de supprimer tous les signaux non pertinents. Généralement, il peut être divisé en trois types : blindage électrostatique, blindage magnétique et blindage électromagnétique.

1. Blindage électrostatique

Deux objets chargés dans l'espace peuvent générer un champ électrostatique, et une modification de la tension de l'un d'eux entraînera certainement une modification de l'autre, entraînant une calamité électrostatique. Le mécanisme de couplage électrostatique est causé par l'action contondante capacitive qui existe entre les circuits.

La meilleure façon de surmonter l'électricité statique est d'utiliser une plaque métallique comme écran antistatique. Isolez les deux sources d'interférence avec une plaque métallique ou installez tous les composants sur le circuit d'un côté de la plaque métallique, comme dans les circuits à montage en surface, pour obtenir un bon blindage électrostatique. La méthode de blindage spécifique, en particulier le blindage de l'effet catastrophique de la capacité parasite, doit être pleinement prise en compte au stade initial de la conception.

​​Méthode de blindage : placez une plaque métallique entre les deux circuits blindés et effectuez des connexions électriques entre les plaques métalliques et la terre, comme indiqué sur la figure 1. De cette manière, les lignes électriques d'un point sont bloquées par la plaque de blindage, qui joue le rôle de blindage électrostatique.

Il peut également être transformé en un couvercle de blindage, comme illustré à la figure 2, et un bon effet de blindage peut également être obtenu. On peut voir sur la figure 2 que la ligne électrique au point A ne peut pas atteindre le point B, elle peut donc également jouer un bon rôle dans le blindage électrostatique.

 Augmentez la distance entre A et B pour réduire la capacité parasite et réduire également l'effet catastrophique de la capacité, mais cette méthode est limitée en volume et ne peut généralement pas être utilisée. Une attention particulière doit être portée au bon contact entre le blindage électrostatique et la terre. Si le contact n'est pas bon, il y aura une différence de potentiel entre le blindage et la terre, ce qui affectera l'effet de blindage. Par conséquent, il est nécessaire que le boîtier de blindage soit traité avec un conducteur et un anti-corrosion. Les vis et rivets utilisés pour la fixation ne doivent pas être trop fins. Essayez d'établir un bon contact électrique, réduisez la résistance de mise à la terre et réduisez l'inductance de mise à la terre.

 2. Blindage magnétique

Lorsque le courant circule dans le fil, lorsqu'il traverse la bobine d'inductance et le transformateur, un champ magnétique est généré autour de celui-ci. Le champ magnétique se propage à travers l'inductance mutuelle dans le circuit. Les lignes de champ magnétique générées par le courant induisent des tensions dans d'autres circuits à travers l'inductance mutuelle.

Surtout aux basses fréquences inférieures à 3KH : le principal effet d'interférence est causé par le champ magnétique, mais résoudre le blindage magnétique est souvent coûteux et difficile. Dans le radar, le blindage magnétique est principalement destiné aux transformateurs de puissance et aux modulateurs haute tension. Généralement, le transformateur d'alimentation à faible ondulation est souvent blindé par du permalloy, sinon il n'obtiendra pas de bons résultats.

3. Blindage électromagnétique

Tout type de circuit alternatif produit des champs électriques et magnétiques alternatifs. Le blindage électromagnétique est lié à la nature du champ électromagnétique, à la fréquence de changement et à la distance entre la source de rayonnement et le récepteur. Dans le système de circuit électronique radar, la fréquence de fonctionnement est généralement plus élevée, et au-dessus de IKHz, l'aluminium est généralement utilisé comme matériau de blindage électromagnétique. Le boîtier de blindage en aluminium fabriqué à partir de la technologie de coupe peut protéger et isoler les signaux 300 MHz supérieurs à 100 dB. Lorsque la fréquence est inférieure à ]KHz, le champ magnétique est principalement blindé et des matériaux à haute perméabilité magnétique doivent être sélectionnés.

Dans le système de circuit électronique, pour faciliter le câblage interne et le retrait et le placement du circuit, une plaque de recouvrement est ajoutée au boîtier d'assemblage de blindage. Parfois, pour la ventilation et la dissipation thermique, des trous sont percés et des fentes dans la plaque de blindage, ce qui entraîne des points discontinus dans le corps de blindage. Provoquer une fuite de signal et provoquer des interférences. Lorsque vous rencontrez ce problème, n'hésitez pas à le laisser à Yongucase, qui est fabricant de boîtiers d'équipements électroniques depuis 18 ans, et possède une très riche expérience dans la conception de boîtiers de blindage. Il vous suffit de fournir les idées de conception du boîtier et la taille du circuit imprimé. Vous pouvez personnaliser le boîtier de blindage idéal pour vous. Nous allons agencer correctement les positions des composants afin que les fentes et les trous ne coupent pas le courant induit. Si nécessaire, les trous peuvent être changés en guides d'ondes de coupure pour affaiblir davantage le rayonnement du trou.

6. Conception de l'assemblage du bouclier

En plus de la conception du blindage, la technologie d'assemblage est également très importante, en particulier pour l'assemblage des systèmes RF, qui doivent être soigneusement conçus.

De manière générale, les points suivants doivent être notés.

un. La conception du blindage du circuit interne doit pouvoir empêcher la fuite d'énergie radiofréquence du circuit électronique lui-même, ainsi que l'influence de l'énergie électromagnétique externe sur celui-ci.

b. Prenez des mesures pour éviter les rétroactions inutiles et les incidents entre les étapes du circuit.

c. Ajouter des mesures de filtrage à l'alimentation électrique pour atténuer et supprimer la conduction des signaux de radiofréquence dans la combinaison électronique et entre la combinaison électronique et la combinaison.

ré. Plus la résistance de mise à la terre RF est petite, mieux c'est.

Bien entendu, les exigences de volume, de poids, de coût, etc. doivent également être prises en compte.

Lorsque l'atténuation du champ parasite entre les circuits est relativement élevée, il est préférable d'utiliser la structure en caisson d'assemblage. Il peut être transformé en une seule chambre d'isolement, ou il peut être conçu en plusieurs chambres d'isolement, c'est-à-dire une boîte de blindage, qui est divisée en plusieurs chambres d'isolement. Ce type de boîtier d'assemblage a une meilleure isolation pour le champ électrostatique et le champ électromagnétique. Le meilleur matériau pour fabriquer le boîtier d'assemblage est l'aluminium, qui est bon marché et léger, et qui a généralement un bon effet d'isolation sur le système de circuit radar. L'aluminium a une bonne résistance à la corrosion, une forte plasticité, une recyclabilité et un bon effet de dissipation thermique, ce qui en fait le meilleur choix pour les boîtiers d'équipements industriels. Yongucase a des boîtes de blindage prêtes à l'emploi avec plusieurs spécifications et tailles, et la taille peut être personnalisée, anodisée, services d'ouverture de trous, etc.

Lors de l'assemblage de ces écrans, de longues fuites de couture sont souvent rencontrées et les mesures nécessaires doivent être prises pour permettre de nombreux points de contact sur la longue couture. Des mesures telles que l'ajout de vis, l'ajout de feuilles élastiques et le revêtement de coussinets conducteurs peuvent être utilisées. Cependant, nous devons faire attention à l'anti-corrosion, en particulier à l'anti-corrosion électrochimique, sinon l'effet satisfaisant ne peut pas être maintenu pendant longtemps.

L'interférence du fil de radiofréquence doit également être prise en compte, l'amplitude du signal de transmission doit être raisonnablement sélectionnée et la direction du câble système et de la ligne de signal d'impulsion doit être correctement disposée. Les lignes de signal CA ne doivent pas être liées les unes aux autres, en particulier les signaux d'impulsions à grande échelle doivent être strictement distingués des signaux de haute pureté pendant la transmission.

En bref, la conception de blindage est une conception relativement complexe, qui nécessite non seulement une connaissance de la conception mécanique, mais également une connaissance des différents aspects de l'électro-cadavre impliqué.