多系统兼容范文-盘古文库

多系统兼容范文

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来源：火烈鸟

作者：开心麻花

2025-09-18

多系统兼容范文（精选7篇）

多系统兼容第1篇

1 当前主流的GIS系统

1.1 ARCGIS

Arc GIS Desktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件, 它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用。Arc GIS服务器的产品规格符合信息技术的规范标准, 可以与其它企业所生产的软件进行完美合作, 例如Web服务器, 数据库管理系统 (DBMS) 以及在企业级别的应用开发框架中包括.NET和JAVA2企业级平台 (J2EE) 。这能够使GIS与其它海量的信息系统整理技术进行整合。

1.2 Supermap

Super Map GIS 2008包括组件式开发平台, 开放式桌面平台, 空间数据库引擎, 嵌入式开发平台, 服务式GIS开发平台, 导航应用开发平台和数据处理平台七个主要的产品线。Super Map GIS开放式桌面平台包括Super Map Viewer、Super Map Express和Super Map Deskpro三个不同的产品。

1.3 Mapinfo

由于Map Info容易学习掌握, 功能强大, 扩展能力强, 又能与工作生活中的数据库直接建立连接, 因此发展迅速。随着计算机技术的发展, Map Info又相继推出了DOC版本的2.0和Windows版本的3.0版。直到1995年底, Map Info又推出了他的最新版本map Info Professional。这个版本是首个可以在Windows 95和Windows NT上运行的桌面地图信息软件。每一次的版本升级, Map Info都会做出很大改进, 使其功能越来越强大, 界面越来越简单易掌握。Map Info可对已有数据进行动态更新与维护, 确保用户数据的一致性。

2 系统兼容性研究

2.1系统兼容性设计

GIS系统在计算机和信息技术的快速发展下, 正发展系统和数据规模的“大型化”、面向整个社会, 满足社会各界对有关地理信息的需求的“社会化”, 概括起来就是“简化操作”, “开放数据”, “面向服务”, 通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。因此, GIS发展的必然趋势是Web GIS。根据对系统总体功能需求的分析, 将本文的GIS系统按照功能划分为定制地图和浏览地图两大部分, 其中定制地图和浏览地图还有其他子模块。系统的整体结构如图1所示。

本GIS系统主要包括以下几个功能模块, 即:GIS Map Service、GIS REST Service、Meta Data Management、Web GIS客户端。本文根据需求从GIS空间数据库中提取数据作为该Web GIS系统的背景地理图片信息;GIS Map Service实现对特定GIS系统的图层信息标准化处理, 转化为REST服务中的文件资源;GIS REST Service以资源服务方式对外提供基础地理信息图片服务, 同时也提高了二次开发所需的其他资源服务;Meta Data Management模块以HTTP/SOAP方式访问GIS Map Service为前端客户按需获取地图提供支持, 同时为用户提供管理GIS信息的界面;Web GIS客户端将使用Flex技术提供各类GIS服务, 同时预留出一部分接口供用户二次开发使用。本系统是在Super Map平台上二次开发的地理信息系统。

本文运用从整体到局部的设计方法将面向有线电视网络管理的GIS系统的各个部分划分为各个小的功能模块, 分别对其进行设计。本系统采用模块化设计, 这样有利于开发和维护, 提高模块复用率, 减少开发周期, 降低开发成本, 易于扩展新的功能。

2.2 客户端服务器

本系统采用B/S结构, 因此客户端实际上就是各种Web浏览器。从功能上说, 客户端是用户的交互界面, 主要完成地图的显示、响应用户的操作、向服务器发送查询请求并将请求结果进行显现。本文选择Flex作为Web GIS客户端的实现技术。

传统的Web应用程序是基于HTML页面静态的数据传递模式, 随着Web应用复杂程度越来越高, 这种模式已经不能满足用户更高的要求, 这就促进了丰富互联网应用程序 (RIA) 的出现, RIA具有高度的互动性、丰富的用户体验及功能强大的客户端[25]。RIA将桌面应用程序响应性和丰富性与Web应用程序广度结合在一起, 以满足用户更为直观和极具交互性的在线体验。基于RIA技术构建Web GIS已成为一个趋势。

目前, RIA领域异常热闹, 市场上主要的RIA客户端开发技术主要有Adobe Flash、Adobe Flex、Ajax、Silver Light和Java FX等。这些技术各有特点, 其中Silver Light和Java FX技术由于推出不久, 尚不成熟, 因此不作考虑。Ajax技术的应用已经非常广泛, 如Google Maps、Mapabc等都采用了此技术, 但是出于性能考虑, 采用地图切图预生成的方式, 虽然性能方面有所提高, 但是不能实现复杂的交互计算功能。Ajax针对不同的浏览器通过Java Script采用不同的技术处理矢量图形, 这种跨平台跨浏览器的代价就是代码异常复杂, 交互性不强且效率较低。同时Ajax技术的其他缺陷比如:不被搜索引擎支持、不支持浏览器的后退功能、纯粹的Java Script、不支持智能终端设备等, 限制了Ajax技术的应用推广。基于组件的Flex技术是由Flash Player运行的RIA应用。Flash最初是为了在浏览器中播放矢量动画而设计的, 因此能很好地处理矢量和栅格数据, 非常适合作为Web GIS的客户端, 所以本文选择Flex技术构建基于RIA的Web GIS系统。

2.2.1 Flex概述

Flex是目前最新开发富互联网应用程序的主要平台, 是同时期最完善的RIA技术。Flex技术使得Web地图不再是单调的浏览和简单的查询, 它使系统具有丰富的界面操作体验、良好的视觉体验。如地图移动、拖拽、缩放时, 会自动向服务器请求需要的图片, 图片会自动补全新的显示区域, 这些计算和处理全部都是使用Flex在浏览器端完成的。

Flex是Adobe公司推出的一系列产品和技术, 是目前最流行的富互联网应用程序 (Rich Internet Application, RIA) 开发技术之一。Flex是高效率的开放源码框架, 可用于构建和维护在所有主流浏览器和操作系统部署的极具表现力的Web应用程序。Flex应用程序框架由MXML、Action Script文件和Flex类库三部分构成, 如图2所示。开发人员可以利用MXML或Action Script编写程序, MXML负责应用程序核心内容的主要布局 (可视组件) , Action Script用于以脚本形式编写驱动应用程序需要的所有逻辑。顺便说一句, MXML在后台会被编译成Action Script。也就是说, 只是用Action Script就可以创建完备的Flex应用程序。同时Flex框架还提供了丰富的控件, 大大提高了开发效率。

Flex可以创建一种能增强用户体验的应用程序, 可以实现Web Services、远程对象、拖放、内建动画效果和其他简单互动界面等功能, 还可以用Java做出一个应用, 把Flex的技术融合到J2EE中。和传统的HTML应用程序的用户体验相比, Flex具有强大的优势。总之, Flex解决了Web应用中最繁琐的Web客户端问题。

2.2.2 Web服务器

开发网络应用程序的第一步是安装一个Web服务器, 在Linux平台下使用最广泛的免费HTTP服务器是W3C及Apache服务器, 而Windows平台使用IIS的Web服务器。在选择Web服务器时应从以下几个方面来考虑:网站规模和用途、选择商业的还是免费的、考虑操作系统平台、是否选用多功能的Web服务器、考虑对Web应用程序的支持等, 下面简单介绍几种主流的Web服务器产品。

(1) Microsoft IIS

Microsoft的Web服务器产品为Internet Information Server (IIS) , IIS是Windows的一个组件, 使用Windows安装盘就可以安装。IIS是目前最流行的Web服务器产品之一。Internet服务管理器是IIS的图形界面的管理工具, 用来控制Internet服务和监视配置。IIS服务器是一个综合性的Internet信息服务器, 它除了可用来建立Web网站之外, 还可用来建立FTP网站、SMTP服务器和NNTP新闻服务器。

(2) IBM Web Sphere

Web Sphere是一组专门为商务网站设计的套件, 它为用户提供了一个充分利用Internet的集成解决方案。它能帮助客户在Web上创建自己的业务或将自己的业务扩展到Web上, 提供了一个可扩展的可靠的跨平台的解决方案。

Web Sphere Application Server是一种功能完善、开放的Web应用程序服务器, 是IBM电子商务计划的核心部分, 它是基于Java的应用环境, 用于建立、部署和管理Internet和Intranet Web应用程序。

(3) Apache

Apache源自于NCSA服务器httpd, 该服务器添加了一些功能后就成为了Apache。Apache (阿帕奇) 是目前最为流行的Web服务器, 其源代码完全开放, 完全能够胜任每天有数百万人次访问的大型网站, 它支持UNIX、Windows和Mactonish等操作系统平台。它快速、可靠并且可通过简单API扩展, Perl/Python等解释器可被编译到服务器中。

一个多在位者的进入兼容策略模型第2篇

网络外部性是指一个使用者从产品消费中得到的效用随着同一产品或者兼容产品的消费数量的增加而增加, 并无需为增加的效用支付的现象。网络外部性的存在, 使得该产业具有正反馈机制、边际效用递增等特性。因此, 市场竞争的均衡结果往往不同于传统产业。如市场在均衡时, 市场可能锁定于次优技术、出现垄断性市场结构等, 这对传统的经济学理论和经济运行模式提出了挑战。此外, 随着信息技术的发展, 越来越多的产业呈现出“网络外部性”特性;如电信业、互联网产业、银行卡产业等。正是这样的背景下, 对“网络外部性”的研究渐成热点, 吸引了大批经济学家。

自1985年Katz和Shapiro在《美国经济评论》上发表了题为《网络外部性、竞争与兼容性》的著名论文以来, 众多学者对这一领域进行了大量深刻而广泛的研究。纵观这些年的文献, 产品的兼容性问题一直是核心问题。Basen和Farrell指出, 厂商产品间的兼容性决策不仅是技术层面的问题, 而且是厂商的竞争策略问题, 同时影响着厂商与消费者。一方面, 产品间的兼容性在三个方向影响着消费者:首先, 产品间的兼容扩大了网络规模, 消费者能够获得更高的效用;其次, 产品间的兼容降低了厂商研发新产品、新技术的动力, 使得消费者在产品的多样性选择方面受损;第三, 产品间的兼容性使得使用旧技术的消费者不会及时向新技术转移, 延缓了技术进步的步伐。另一方面, 对厂商而言, 兼容性策略也会产生相互冲突的矛盾:在短期, 有规模与差异化的矛盾产品间的兼容性缓和了厂商间的竞争, 扩大了市场的规模, 却使得产品丧失了差异化。故产品间的兼容性选择在于规模扩大带来的收益与差异化竞争收益之间的比较;虽然, 在短期兼容扩大了厂商的规模, 但在长期, 兼容使得市场扩大, 吸引了更多的厂商进入, 反而加剧了竞争, 摊薄了在位厂商的市场份额与利润。可见, 兼容性选择对厂商有着非常重要的意义。Katz、 Shapiro (1985) 的研究表明, 具有良好声誉或者拥有较大用户安装基础的大厂商倾向于反对兼容, 而用户安装基础规模小的厂商比用户安装基础规模大的厂商更倾向于兼容。Economides (1991) 证明网络外部性强的在位厂商更偏好采用不兼容战略, 而网络外部性弱的厂商则偏向兼容。这是因为在位厂商采取不兼容策略可以凭借已建立的用户安装基础作为潜在进入厂商的进入壁垒, 从而有效遏制竞争厂商的进入。但是在一些特殊情况下, Kim (2001) 的研究表明当在位厂商的用户规模很小时, 在位厂商有很强的动机邀请其他竞争厂商进入市场并实现产品间的相互兼容, 扩大市场。Kim (2002) 分析了不对称信息下的质量与兼容性选择问题, 其结论是, 高质量的厂商比低质量的厂商更偏好于不兼容, 以此向市场传递自身高质量的产品信息。其他关于兼容性的研究见文献。

在以上相关文献的研究中, 关注的是一个在位者与一个潜在进入者间是否兼容的问题。而在现实中, 更多的现象是多个在位者与进入者间的兼容性决策问题。吉宏伟 (2007) 研究了面对潜在进入者, 在位厂商间的兼容性选择问题, 却没有考虑在位者与进入者的兼容选择。在本文将建立一个博弈模型分析多个在位厂商与进入者间的兼容选择。研究结果表明, 网络规模较小的在位者更愿意与进入者兼容。

1模型构建与求解

在一个具有网络外部性的市场中, 消费者均匀分布在周长为1的圆周上, 消费者的保留效用u0足够大, 以保证整个市场能够被覆盖, 消费者的单位运输成本为t。两个在位者分别为A和B, A、B网络外部性强度分别为αA, αB 。A占有市场的份额为x0, 以A所在位置定位坐标原点, 则由差异最大化原则, B位于圆环1/2处。对A、B产品无差异的消费者位于离A为 $\frac{x_{0}}{2}$ 处。进入者为E从 $x = \frac{x_{0}}{2}$ 处进入。为方便起见, 假设生产A、B、E产品的边际成本为0。博弈过程如下:

第一阶段:进入者E观察A、B兼容选择, 决定是否进入;若不进入, 则A、B进行价格竞争, 博弈结束;

第二阶段:若A、B不兼容, E进入, A、B决定是否与E兼容;

第三阶段:进行价格竞争, 博弈结束。

在任意一个行业中, 进入者的进入, 都会加剧厂商间的竞争, 因此, 在位者都会尽量避免进入者的进入;而对于网络外部性市场而言, 由于边际收益递增, 兼容尽管加剧了竞争, 但由于网络规模的扩大, 也能够带来利润的增加;因此, 只要兼容带来的收益大于竞争产生的损失, 那么兼容的策略就是正确的。对于一个存在多个在位者的产业, 由于市场份额的不同, 网络外部性强度的不同, 厂商对待进入者的态度显然是不一样的。下面具体分析网络规模厂商兼容决策的影响。

进入者进入市场后, 经过一段时间的博弈, 达到均衡。AB、AE、BE之间无差异的消费者位于xAB、xAE、xBE处 (均指无差异点离A的最近距离) , 由于考虑网络规模对兼容策略的影响, 设 $x_{0} < \frac{1}{2}$ 。上述假设说明, A在产业中处于追随者地位, 下面考虑A、B对E的兼容态度。对于B来讲, 由于其处在领导者地位, 占据市场较大份额, 若其愿意选择兼容, 显然的是B会选择A兼容, 而不是E, 原因有二:一是与A兼容能够遏制E的进入, 降低竞争水平;二是与E相比, 与A兼容, 市场规模会更大;因此可以推断:B不会与进入者兼容。故只考虑A的兼容策略, 即ABE均不兼容;AE兼容, B不兼容两种情况.为了简单起见, 设厂商的网络外部性强度相等。

采用Katz所提到的可实现预期均衡的方法, 消费者对厂商市场规模的预期将于实际规模一致, 故厂商规模为:

NA=N $_{A}^{E}$ =xAE+xAB;

NE=N $_{E}^{E}$ =xBE-xAE;

NB=N $_{B}^{E}$ =1-xAE-xAB。

1.1ABE不兼容

首先考虑, 三厂商之间互不兼容的情形。位于xAB、xAE、xBE的消费者分别对消费AB、AE、BE无差别, 须满足下列条件:

$u_{0} - p_{A} + α (x_{A E} + x_{A B}) - t x_{A E} = u_{0} - p_{E} + α (x_{B E} - x_{A E}) - t (\frac{x_{0}}{2} - x_{A E})$ ;

$\begin{array}{l} u_{0} - p_{B} + α (1 - x_{B E} - x_{A B}) - t (\frac{1}{2} - x_{B E}) = \\ u_{0} - p_{E} + α (x_{B E} - x_{A E}) - t (x_{B E} - \frac{x_{0}}{2}); \end{array}$

$\begin{array}{l} u_{0} - p_{A} + α (x_{A E} + x_{A B}) - t x_{A B} = \\ u_{0} - p_{B} + α (1 - x_{B E} - x_{A B}) - t (\frac{1}{2} - x_{A B}) 。 \end{array}$

由上述三个方程, 可求得A、B、E的市场份额为:

$Ν_{A} = \frac{2 p_{B} + 2 p_{E} - 4 p_{A} + t x_{0} - t - 2 α}{4 t - 6 α};$

$Ν_{E} = \frac{2 p_{A} + 2 p_{B} - 4 p_{E} + t - 2 α}{4 t - 6 α};$

$Ν_{B} = \frac{2 p_{A} + 2 p_{E} - 4 p_{E} + 2 t - t x_{0} - 2 α}{4 t - 6 α}$ 。

则A、B、E均使得利润最大化, 即:

maxπA=pANA;

maxπE=pENE;

maxπB=pBNB。

由其一阶条件 $\frac{\partial π_{i}}{\partial p_{i}} = 0 (i = A$ 、B、E) 可求得价格、市场份额以及利润:

$p_{A} = \frac{3 t - 5 α + t x_{0}}{10}$ ; $Ν_{A} = \frac{3 t - 5 α + t x_{0}}{10 t - 15 α};$

$π_{A} = \frac{(3 t - 5 α + t x_{0})^{2}}{10 (10 t - 15 α)}$ 。

$p_{B} = \frac{4 t - 5 α + t x_{0}}{10}$ ; $Ν_{B} = \frac{4 t - 5 α + t x_{0}}{10 t - 15 α};$

$π_{B} = \frac{(4 t - 5 α + t x_{0})^{2}}{10 (10 t - 15 α)}$ 。

$p_{E} = \frac{3 t - 5 α}{10}$ ; $Ν_{E} = \frac{3 t - 5 α}{10 t - 15 α};$

$π_{E} = \frac{(3 t - 5 α)^{2}}{10 (10 t - 15 α)}$ 。

对均衡状态下的产品价格进行分析, 若市场不存在网络外部性, 即α=0, 则均衡时的价格为 $p_{A}^{*} = \frac{3 t + t x_{0}}{10} > p_{A} ‚ p_{B}^{*} = \frac{4 t - t x_{0}}{10} > p_{B} ‚ p_{E}^{*} = \frac{3 t - 5 α}{10} > p_{E}$ , 这意味着:

[结论1]: 在网络外部性市场中, 如果相互竞争的产品之间完全不兼容, 那么市场在竞争均衡状态下的产品价格水平要低于市场不具备网络外部性时的产品价格, 即网络外部性加剧了市场竞争, 其原因在于网络外部性使产品的需求弹性增大, 当产品价格的下降不仅直接促进了消费需求的增加, 产品需求的增加导致该产品的用户安装基础规模扩大, 又通过网络外部性作用间接促进了需求的进一步增加, 因此, 厂商都有降低价格, 吸引消费者的动机, 导致均衡价格低于不具备网络外部性时的价格水平。故在网络外部性市场上, 互不兼容产品价格弹性的增加, 激励厂商去降低价格, 加剧了市场竞争。

1.2AE兼容, B不兼容

再考虑A与E兼容, B不兼容的情况。此时, AB具有相同的网络规模, 则位于xAB、xAE、xBE的消费者分别对消费AB、AE、BE无差别, 须满足下列条件:

$\begin{array}{l} u_{0} - p_{A} + α (x_{B E} + x_{A B}) - t x_{A E} = \\ u_{0} - p_{E} + α (x_{B E} + x_{A B}) - t (\frac{x_{0}}{2} - x_{A E}); \end{array}$

$\begin{array}{l} u_{0} - p_{B} + α (1 - x_{B E} - x_{A B}) - t (\frac{1}{2} - x_{B E}) = \\ u_{0} - p_{E} + α (x_{B E} + x_{A B}) - t (x_{B E} - \frac{x_{0}}{2}); \end{array}$

$\begin{array}{l} u_{0} - p_{A} + α (x_{B E} + x_{A B}) - t x_{A B} = \\ u_{0} - p_{B} + α (1 - x_{B E} - x_{A B}) - t (\frac{1}{2} - x_{A B}) 。 \end{array}$

为保证解的存在, 必须设定 $α < \frac{t}{2}$ , 类似前文分析方法, 可得A、B、E各自的利润、市场规模及利润分别为:

$p_{A} = \frac{(6 t + t x_{0} - 6 α) t}{4 (5 t - 9 α)} - \frac{(2 α - t) t x_{0}}{4 (5 t - 6 α)};$

$Ν_{A} = \frac{3 α - 2 t}{2 t (2 α - t)} p_{A}$ ; $π_{A} = \frac{3 α - 2 t}{2 t (2 α - t)} p_{A}^{2}$ 。

$p_{B} = \frac{8 t^{2} - 22 t α + 12 α^{2} - 2 t^{2} x_{0} + 3 t α x_{0}}{4 (5 t - 6 α)};$

$Ν_{B} = \frac{1}{t - 2 α} p_{B}$ ; $π_{B} = \frac{1}{t - 2 α} p_{B}^{2}$ 。

$p_{E} = \frac{(6 t + t x_{0} - 6 α) t}{4 (5 t - 9 α)} + \frac{(2 α - t) t x_{0}}{4 (5 t - 6 α)};$

$Ν_{E} = \frac{3 α - 2 t}{2 t (2 α - t)} p_{E}$ ; $π_{E} = \frac{3 α - 2 t}{2 t (2 α - t)} p_{E}^{2}$ 。

对均衡状态下的产品价格进行分析, 若市场不存在网络外部性, 即α=0, 则均衡时的价格为 $p_{A}^{*} = \frac{3 t + t x_{0}}{10} < p_{A} ‚ p_{E}^{*} = \frac{3 t - 5 α}{10} > p_{E}$ , 意味着:

[结论2]: 在一个相互兼容的网络外部性市场中, 在位者的产品价格水平要高于市场不具备网络外部性时的水平, 而进入者的产品价格水平则低于市场不具备网络外部性时的价格水平。这说明网络外部性对进入者形成了一定的进入壁垒, 在位者获得了一定的先发优势, 因此, 进入者必须采取低价策略才能够进入市场。

对于在位者A而言, 是否与进入者兼容, 在于兼容能否使得自身利润增大, 因此, 选择兼容的利润必须大于不兼容的利润, 否则, A选择不兼容, 因此, 在满足下列不等式时, A会选择兼容。而对进入者而言, 选择兼容能够迅速扩大其市场规模, 获得生存空间。

$\frac{3 α - 2 t}{2 t (2 α - t)} [\frac{96 t + t x_{0} - 6 α) t}{4 (5 t - 9 α)} - \frac{(2 α - t) t x_{0}}{4 (5 t - 6 α)}]^{2} - \frac{(3 t - 5 α + t x_{0})^{2}}{10 (10 t - 15 α)} \geq 0$ 。

在α, t满足一定条件下, 能够得到关于x0的临界条件, 当在位者A的规模小于该临界条件时, 在位者A愿意与进入者兼容。在Kim (2001) 的研究中, 当市场规模较小时, 在位者愿意邀请竞争者进入市场并实现产品兼容, 以共同扩大市场。在本文, 当一个市场中, 领导者的网络规模足够大时, 追随者愿意与进入者兼容, 扩大网络规模, 共同对抗领导者, 这与Kim的结论有异曲同工之处。

[结论3]在一个多在位者的网络外部性市场中, 如果领导者的网络规模足够大, 追随者愿意相互兼容, 以对抗领导者。因此, 进入者可采取与追随者相互兼容的策略, 增大成功进入市场的概率。

2案例与结束语

即时通讯领域 (IM) 是一个典型的具有网络外部性特征的行业, 消费者的效用随着用户的增加而增加。2004年, 在IM领域, 腾讯QQ占有70%的用户, MSN有14%的用户, Yahoo通有2%的用户;在2006年的时候, 雅虎和微软共同宣布进行互联互通测试, 国内40余家IM厂家进行了响应, 但是作为IM领域的巨头, 腾讯公司一直拒绝互联互通, 可作为本文的一个例证。

本文从贴近实际的角度出发, 构造一个多在位者的进入模型, 分析了不同网络规模的在位者对待进入者的态度, 强调网络规模对兼容性策略的影响, 结果表明:一个市场中, 如果领导者的市场份额足够大, 进入者可以选择与追随者进行兼容, 从而达到成功进入市场的目的, 这个兼容选择也会是追随者乐意接受的, 这对经济生活中, 厂商进入一个具有网络外部性特征的市场, 具有一定的理论和实际指导意义。应当指出的是, 在这个模型中, 至少有三个问题被简化:一是只考虑网络规模对于兼容策略的影响, 而忽略了网络外部性强度对于兼容策略的影响;二是消费者转向消费进入者的产品, 需要支付转移成本, 在模型中也未涉及;三是为了保证模型中解的存在, 限定了 $α < \frac{t}{2}$ 。这三个问题的存在, 使得模型的应用有一定的局限性, 但也正是后续努力的方向所在。

参考文献

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[6] Matutes C, Regibeau P.Mix and match:product compatibility with-out network externalities.Rand Journalof Economics, 1988;19:21—234

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[8]吉宏伟, 陈忠, 孙武军.基于网络外部性的市场进入与企业产品兼容性策略选择.预测, 2007; (5) :75—80

多系统兼容第3篇

用LK601可以从医疗影像诊断设备(CR、DR、CT、MR、DSA、超声)或医疗影像处理系统(RIS、PCAS)获取医疗影像的一种硬拷贝输出。它是采用直热式热敏成像技术直接在医用干式热敏胶片上成像,具有不需冲洗加工、输出快速、操作简便、无环境污染等优点。它能够自动按照病人编号和姓名分拣影像资料和诊断报告。当病人的条码、二维码或者RFID等信息输入到自助成像仪时,则所需图像资料就会自动输出,实现病人的自助服务。

LK601在市场推广和使用过程中主要优势包括:(1) 以单台设备替代人工操作,避免了复杂的定制过程,便于迅速普及;(2) 单台设备体积小、重量轻,放置位置比较随意,能避免病人排队的拥挤和实现24 h的自助化服务;(3) 兼容医学DICOM标准模式、自助成像仪查询模式和打印共享(网络打印)模式多个标准模式,直接从RIS和PACS的输入设备及PACS的单台工作站获取信息,无需通过RIS或PACS服务器进行中转,能减小服务器压力并降低医院的成本;(4) 简单的扫码或插卡即能帮助病人获取到诊断资料,方便快捷。

多系统兼容第4篇

电磁兼容的英文简写是EMC。它是指功能类型各异的各种设备能在同一电磁的环境下的共同存在的一种方式。就是说在运行中产生的辐射要有一定的限制, 还有必须一定的抗干扰的作用, 更重要的是具有像敏感体和耦合通路以及干扰源这三个基本的组成。这可以说是设备的研究探索电磁兼容这个问题解决的关键。

2、开关电源的电磁兼容性的现状

由于开关电源所处的复杂的工作环境, 所以电磁的各种兼容性的问题就相应的多了。比如电场耦合和线间的耦合还有磁场耦合等等几种情况是从整机在有关电磁性能方面上产生的问题。线间的耦合是指各种产生干扰的电压和对应的电流的各种功能的导线因为两条线路或者多条并行同步所以产出了相互的耦合;电场耦合指因各种电位差而使对应的感应电场受到了干扰体的一定的影响, 最终产生的一种场耦合;关于磁场耦合指的是在大电流的各种脉冲的电源线周围, 从而引起低频磁场面对干扰体所产生的一种耦合。开关的电源中, 因为开关电压和电流都无限类似方波的形式, 因此富含高次的谐波。而且, 因为开关各种器材像变压器还有电容以及其他的器件都可能处于一种不理想的状态中, 所以在高频情况下进行开或者关时, 经常会出现处于尖峰状态的高次状态下的谐波振荡, 这个谐波可以经过散热器和开关管之间存在的不同功能的电容传入系统的内部的各种电路, 也可能通过其他相关器件往空间进行辐射。另外导致有关高频干扰其他重要原因是开关二极管处于整流和续流过程中产出的。二极管的各式引线可以保存电感, 还有结电容所产生的影响, 因为不断变化的电压电流, 易激起高频形式下的自激振荡, 激起的高频干扰可以经过输出线轻松的往外传。这些状况有可能使电容器本省的特性参数发生变化, 最终产出电磁干扰现象。此外, 还有各种不同种功能特性线路的布局不合理, CPU和测定电路的各种不合理设计, 都可能使系统产生毛病, 不能处于正常的工作状态[1]。

3、开关电源电磁兼容性的处理方案

对于如何解决开关电源电磁兼容性的问题, 主要可以从以下的要点分析, 首先可以通过对干扰源进行处理;其次也可以在干扰信号进行传播的途中进行处理;最后还可以通过加强受干扰体本身的内在特点。在处理开关电源关于兼容行问题时, 使用上述的方法可以减低开关电源本身的内在干扰的问题, 最终使其更具有兼容性、稳定性和可靠性的各种特点。就比如在开关的电源激起干扰源的问题上, 像在电源线的谐波电流和传播、解决磁场辐射的干扰等等问题只可以靠处理干扰源来解决, 调整各电路的机构特点, 如适当的减小开关管口径, 二极管两端的电压以及电流的变化率, 在应用各式不同的软开关的电路并且以多种方案去掌控操作时, 应强化机外壳的屏蔽作用, 还要适当的改良机壳的外在特点, 以便于更好的进行接地的处理。至于外部最好能做到抗浪涌和雷击的特性, 系统各元件也要有较好的防雨防雷等抗外界干扰的能力。对于应付那种小型能量的雷击, 运用一定的方法将含氧化锌材质的压敏电阻和其他有效地材料合理的设计出抗雷的元件。至于静电的放电方面, 可以应用TVS管在通讯的端口和监控端口信号的电路中, 来达到接地以便于进行保护[2]。而且可以利用可以适当的调节电路和机壳之间的距离来处理, 更好的方法还可以选择具有各种不同种功能类型的元件。甚至还可以在短时间内改变信号的方式, 由于频谱本身的特定原理, 应用共模的形式运行于控制的电路中, 同时可以利用和防静电类似的做法并去改变共模电感在电路中的电容的分布、增强电路中共模信号的滤波等等一系列的措施来对系统的抗干扰性能力进行改善。

现在分析一下关于开关电源的内在干扰的问题, 根据开关电源的自身特点确实在电磁的兼容性、稳定性能方面有所欠缺, 为了解决这些方面的问题我们可以注重分区好各功能线路的不同布线, 数字电路应该注意正确的去耦, 至于模拟电路要着重关于接地的问题, 取样各类型电流和电压的电路进行正确的单点方式的接地, 这有力于减少多种内在的影响。在进行布线时, 不同类型的线间要控制好距离和信号的调节, 来避免同性相吸等等各种电学现象产生的干扰。还有可以通过对各开关旁变压器周边的回路的正确调节和调整在电源中电容回路周边的面积的大小来控制。方法确实较多, 还可以通过对开关的变压器周边的漏电检查、电感旁分布的电容量的大小, 利用谐振滤波等等类型的电容器来加以解决。在开关电源的内和外的各种干扰情况下, 和各功能器件的运行特点有着较为复杂的关系, 如散热器性能是否良好, 主板和机壳的连接状况是否良好等等方面, 不同种信号在特殊的状况下可以进行一定的转变。这些各种不同类型的方法, 都是有根有据的, 根据不同的现象, 慢慢的堆出其内在机理, 找到解决问题的引线, 在跟着线索加以研究和探讨解决的方案, 来最终达到正确处理有关开关电源电磁兼容性所出现的各种存在的问题。

4、结语

开关电源电兼磁容的技术越来越受到关注导致其迅猛的发展, 很多现代化的领域都有所覆盖, 关于开关电源电磁兼容的技术的问题, 无论是通信、航天、还是计算机领域以及医疗领域等等都要面临的巨大挑战[3]。近年来电源电磁兼容技术已经成为是电力研究一个重要的一个课题。关于这个对兼容性的研究, 至今关于此项技术还远远没有得到一定程度的完善, 所以说这就需要有关技术人员以及我们每个人共同努力。

参考文献

[1]陈卫东, 钱牛牛.电力远动测试系统在电力自动化的应用[J].电子技术, 2011, 38 (12) :59-60.

[2]刘连浩, 亮华, 沈增晖.基于IEC104规约的电力远动测试系统的设计与实现[J].现代计算机, 2008, (5) :107-109.

海军平台导弹系统电磁兼容性分析第5篇

全球海军都在努力通过感应最新的武器和传感器来武装自己的舰队, 并且装备越来越多。这样就引起甲板上的拥挤、混乱, 最终导致电磁环境 (EME) ;以及造成对这些系统性能的严格的公差和限制。典型的舰船武器系统, 包含有各种各样的元素, 例如通讯设备、雷达、电子战系统、枪弹控制和武器联合系统, 它们的工作频率范围从千赫兹到吉赫兹, 还有来自电子电气系统的发射物以及宽带噪声。为了能够使得个体系统的优势最大化, 这些系统必须能够在如此密集的EME环境中同时运行。兼容性的要求则不仅是系统同时运行的问题, 而且涉及到系统的安全性问题 (主要指电子线路) 。导弹系统则要关注军火系统的安全。

1 导弹系统

导弹是含有炸药的自推进发射系统。我们今天能够看到的导航导弹, 包括以下能力:机动性、目标跟踪、导航。

1.1 典型的导弹武器系统包括以下几部分火控系统

跟踪和导航雷达

发射单元

导弹

1.2 导弹携带的子系统包括以下几方面

电子子系统:

(i) RFRHH系统、导航和数据链系统、无线电引信系统

(ii) 非RF自动驾驶系统、导弹激励管理单元等电启动装置

2 导弹系统的电磁兼容性

导弹在发射台上并即将经历来自自身舰体和通讯装置在导弹发射瞬间产生的强烈的电磁能量碰撞, 所以必须评价导弹系统的电磁兼容性。导弹系统的电磁兼容性需要从以下两方面考虑:

导弹系统的EMC方面

军火的安全性HERO问题

通过场地测试进行导弹系统电磁评价:

协同定位研究/场试验

子系统测试

综合测试

导弹检测

2.1 首先对导弹电子系统的一部分外部射频界面进行EMC的评估

这些系统必须与船上的其它已存在的发射器共存并继续履行功能, 而且不能对船上的其它已存在的接收机引起任何风险和干扰。理论上必须计算出出现风险的可能性, 如果需要, 进行设计上的更改。因为干扰计划主要包括蓄意的辐射和接收, 所以应该在研发和设计寿命周期时将其引入, 以便及早将变化整合起来。

2.1.1 总耦合分析

在导弹发射/飞行期间各个阶段以及系统处于开/关状态时的电磁兼容性评估可以通过耦合模型来进行。主要对以下两个方面进行分析:

(a) 舰船发射器对导弹系统接收器的影响

(b) 导弹系统发射器对舰船接收器的影响

2.1.2 总耦合分析法是一个常用的分析工具, 其突出的特点和步骤如下所述

(a) EMI矩阵的表示

(b) 通过幅度选择、频率/带宽选择来计算单独TxRx对的EMI极限。

2.2 系统自身的干扰极限可以通过很多方法计算

Short Form法是基于EMI预算的使用Tx-Rx对的基本参数, 并满足计算那些发生在基本频率或欺骗频率的干扰的计算方法。GCA产生一个矩阵, 描述发生在单独Tx-Rx对之间的干扰的可能性。可以通过场测试来验证这种理论计算方法, 也可以采取对干扰范围/表现进行精确测量来进行验证。

2.3 场测试

2.3.1 子系统之间的干扰场测试要求必须对干扰特性和环境进行计算和检查。这种测试的步骤如下所述

(a) 子系统接收器连接

(b) 通过蓄意发射器导入干扰

2.3.2 如果我们正在研究导弹数据链上的舰船用雷达干扰问题, 可以采取以下步骤

(a) 通过适用可变衰减器为数据链设置一个marginal链 (可以模拟从舰船到导弹的最大导航范围)

(b) 导入与舰船甲板上天线耦合的雷达噪声

2.4 子系统测试

这个测试的阶段是通过试验室测试来保证和检验的, 而且不存在充满导弹电子装置的系统内部之间的EMI。这个步骤在项目的后期实施, 是当先前大部分系统的兼容性测试符合MIL-STD-461的每个程序要求或者其它适用的电磁兼容性测试标准要求。这通常包括受单个电子系统影响的传导发射、辐射发射、传导敏感性、辐射敏感性 (CE/RE/CS&RS) 测试, 并检查它们与每个适用标准的符合性。

2.5 综合测试

导弹系统的综合测试满足MIL-STD-464A的要求, 确保同样存在的外部电磁影响的安全性。标准中包括的电磁环境有:

(a) 舰船电磁环境

(b) HERO要求

(d) HVPL高压电线

海军导弹系统也需要满足以上环境要求。

3 舰船电磁环境测试

因为舰船上系统非常之多, 导弹的全寿命周期都要处于复杂电磁环境下。实验室测试需要建立舰船上电子装置随场的变化而变化的可靠性。综合测试要求产生所希望的MIL-STD-464A中要求的舰船场的电平, 导弹系统也是同样。不希望看到的导弹响应通过对电磁弱点分析来决定无意响应的影响。标准建议:导弹在甲板上 (发射台上) 和在舰船发射机主波束下工作应当采取不同的测试电平。

3.1 HERO要求

3.1.1 舰船上的导弹电起爆装置必须测试其操作的安全性和可靠性

MIL-HDBK-240 (HERO Test Guide) 规定了测试的程序。HERO测试是将惰性的、可测量的军火系统暴露在可控的测试电磁环境下, 并监视每个电起爆装置可能的响应。对大部分电起爆装置来说, 响应可以通过射频电流来量化, 并激励产生装置的热效应或bridgewire。所有HERO测试的共同目标是决定不同结构的军火系统得每个不同测试频率下最大最坏的响应结果。这个测试可以通过将电起爆装置暴露在各种电磁场里, 根据频率、偏振极化、调制并监视感应电流建立起来。

3.1.2 测试结果得出以下结论

(a) 最大的允许环境

最大的射频场电平, 军火可以暴露于其中而不引起过度的HERO。

(b) 最大不发火激励

指最大的不发火激励, 可应用到电起爆装置中, 其标准性能根据电流来表征。

3.2 测量导弹检查

3.2.1 测量导弹检查主要是以导弹的HERO证明为目的, 并通过使用测量或者非测量电起爆装置来完成的。如果使用测量电起爆装置, 在各种系统环境影响下的电流感应产生并被监视, 随后找出真实的舰船可用的安全裕度。在非测量电起爆装置的情况下, 测试是“Go-No-Go”的测试, 不提供任何手段来计算可用的安全裕度。导弹附近易于发生的场电平能够被测量来绘制同样的感应电流值。

3.2.2 测试需要在完全可能暴露的环境下进行, 即导弹在舰船上的全寿命周期内, 例如在发射台上、在舰船雷达主波束下飞行期间等。

摘要：文章归纳了海军平台导弹系统的各种兼容性要求, 并主要介绍了为满足要求, 所采用的标准及执行程序。

关键词：导弹系统,EMI,HERO

参考文献

[1]Handbook on EMI/EMC-Part V, Don WhiteConsultants.

浅论电力系统的电磁兼容第6篇

电磁兼容 (EMC) 在国际电工委员会 (IEC) 、美国国防部《国防及有关名词字典》以及美国国家标准学会暨美国电工与电子学会联合出版的《IEEE电工与电子学名词标准字典》中的定义是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下, 各种用电设备 (分系统、系统、广义的还包括生物体) 可共存并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作, 且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。研究对象是电磁骚扰, 即骚扰源的形成及其性质;骚扰的耦合和运输;敏感设备的响应特性和抗骚扰措施等。20世纪60年代以来, 现代科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成度、高可靠性方向发展, 其应用范围的越来越广, 渗透到了社会的每一个角落, EMC这一学科, “随着电磁能量利用的发展, 它将研究:预测并控制变化着的地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁环境的协调和电磁能量的合理应用等。”正由于大规模集成电路的出现把人类带入信息时代, 近年来信息高速公路和高速计算机技术的快速发展, 随之而来的是, 电磁骚扰已不只限于电子设备本身, 还涉及到电磁污染、电磁饥饿等一系列生态效应问题以及其他多方面的问题, 这种环境污染形式, 也成为水质污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。因此, 以电磁骚扰为研究对象的电磁兼容性研究在国内外已经受到普遍重视, 渗透到每一个电气电子系统及设备中, 涉及领域更广, 并获得空前的大发展。电磁兼容设计已经成为电力和电子产品设计中不可缺少的环节。

这里将主要介绍电力系统的电磁兼容性及带来的问题。

所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化, 有时变化速率还相当快, 这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量, 而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。电磁骚扰有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳, 在开放的空间中自由辐射, 从而产生干扰。

电磁骚扰按场源频率范围分类, 可分为6类:

(1) 50Hz低频骚扰;

(2) 30KHz以下甚低频骚扰;

(3) 30~300KHz载波骚扰;

(4) 0.3~300MHz射频、视频骚扰;

(5) 0.3~300GHz微波骚扰;

(6) 核电磁脉冲骚扰。

对电力系统来说, 电磁骚扰主要偏重于低频 (谐波) 及暂态骚扰。主要表现在三方面问题:

a.变电站电磁兼容技术问题;

b.输变电工程的电磁环境问题;

c.电能质量问题。

其中, 变电站的电磁兼容问题主要体现在:一次设备、二次设备之间的暂态骚扰;雷击、系统对地短路等带来的二次回路骚扰;高频辐射骚扰;GIS中的电磁骚扰问题等等。针对变电站电磁骚扰采取的防护有:屏蔽、接地和滤波三种方式。

将以上三种方式结合到变电站的设计、施工、维护等各个环节中应考虑如下几个方面:

a.变电站设计中, 低电平信号电缆应与高电平电缆分开;

b.变电站设计中, 二次电缆在变电站内的走向应呈辐射状;

c.变电站设计中, 二次电缆应尽量远离高电压母线和暂态电流的入地点, 并尽量减少和母线的平行长度;

d.变电站设计中, 利用电缆沟的屏蔽作用;

e.变电站设计中, 改善变电站的接地、降低接地电阻;

f.变电站设计中, 合理选择保护小室的接地方式并加强其屏蔽;

g.采用隔离变压器、合理布线, 增强瞬变骚扰的抑制措施, 增强电子电路的抗骚扰措施来提高变电站二次设备抗骚扰能力措施;

h.随着电力系统高科技程度的不断提高, 在线监测的现场计算机受电网骚扰的抑制方法也愈来愈引起重视。

对设计工程师而言, 采用屏蔽材料是一种有效降低电磁骚扰的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用, 从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层 (如导电漆及锌线喷涂等) 。无论是金属还是涂有导电层的塑料, 一旦设计人员确定作为外壳材料之后, 就可着手开始选择衬垫。在高频电场下, 采用薄层金属作为外壳或内衬材料可达到良好的屏蔽效果, 但条件是屏蔽必须连续, 并将敏感部分完全遮盖住, 没有缺口或缝隙 (形成一个法拉第笼) 。然而在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不可能的, 由于屏蔽罩要分成多个部分进行制作, 因此就会有缝隙需要接合, 另外通常还得在屏蔽罩上打孔以便安装与插卡或装配组件的连线。

输变电工程的电磁环境问题主要体现在:电力系统对邻近其他设施的电磁影响;电力系统工频磁场问题;工频电磁场的生物效应问题。这些问题在以往的设计、施工中考虑的程度不够;现在, 随着高层建筑群的增加、电气化铁路的出现、现代通讯网络的迅猛发展、人类生存环境的变化等等, 这些问题的解决已成为迫在眉睫的问题。

电能质量恶化给电网和用户带来巨大经济损失, 在电力市场运行机制下, 电能质量作为电能商品的主要属性, 将直接影响电能的价格。电能质量问题, 是电磁兼容问题在电力系统的主要反映。电能质量问题涉及到电力系统和用户之间及不同用户之间的利益分配, 因此, 无论是供电方、发电方还是用户都对电能质量给予了越来越多的关注。电能质量问题可分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题。目前, 电能质量中有关电压偏差、频率偏差、谐波等稳态电能质量指标的检测已有比较成熟的检测装置, 其影响也进行了较系统的研究。对诸如电压暂降 (voltage sag) 、电压骤升 (voltage swell) 、间断 (interruption) 、脉冲 (impulse) 、振荡 (oscillation) 等暂态电能质量问题, 其所造成的影响还有待深入系统研究。电磁骚扰的解决现在依靠电能质量监测系统。电能质量分析及其监测涉及到电力系统、自动控制、现代通讯等多个方面。目前及今后一段时间内, 它将在基础理论的研究、新型算法的开发上进行深入的研究和探索, 而且现代电网的电能质量监测系统, 借助电子技术和网络技术的飞速发展, 正朝着在线监测、实时分析、网络化和智能化的方向发展。

以上, 是对电力系统的电磁兼容危害及解决的综合分析。

摘要：介绍了电磁兼容的定义, 所涉及的研究范围及在现代社会中的严重影响;重点分析了电力系统电磁兼容的危害——电磁骚扰在电力系统各个环节中的现象、特点及防护方法。

车载通信对抗系统的电磁兼容设计第7篇

现代战争中,通信对抗已经成为一种重要的作战手段。车载通信对抗系统由于具有机动性好、配置灵活等特点,成为通信对抗系统中的重要作战平台。车载通信对抗系统一般由高灵敏度接收机、大功率干扰机、指挥控制设备、电源设备和站间通信设备等组成。根据通信对抗设备的作战任务和应用需要,系统主要具有以下特点[1]:① 接收灵敏度高。可对微弱电磁信号进行侦察、参数测量和解调。② 工作频段宽。系统通常覆盖从短波到微波的全频段范围。③ 干扰功率大。为有效破坏敌方通信,通信对抗装备都配备有大功率干扰机。④ 通信对抗设备与多种站间通信设备并存。

由于以上特点,特别是车载通信对抗系统空间有限,集成度高,各种电子、机电设备复杂,导致系统电磁兼容问题非常突出,成为了系统设计中的难点和关键环节。为使通信对抗系统具备良好的电磁兼容特性,必须在多方面采用多种措施做好EMC研究和设计工作。

1 系统EMI分析

电磁干扰的产生和影响取决于3个因素:电磁干扰源、电磁干扰传播途径和电磁干扰敏感设备。

电磁干扰源是产生电磁干扰的元器件或设备。功放、脉冲电路、时钟源和电机等是通信对抗系统中主要的干扰源。电磁干扰敏感设备就是被干扰设备,电磁干扰源会对其正常工作产生影响,导致其性能下降。低噪声放大器和接收机等是系统内主要的敏感设备。系统在设计时要充分考虑采用屏蔽、滤波和隔离等多种技术手段,使干扰源降低电磁干扰强度,敏感设备提高抗电磁干扰能力。

电磁干扰传播途径包括辐射耦合和传导耦合。在通信对抗系统中,分析系统内EMI问题的关键是确定由干扰设备到敏感设备的耦合路径,切断这些耦合路径或增大耦合路径上对EMI的衰减,就能有效抑制系统内的EMI[2]。一般情况下,在工程实践上对耦合路径采取相应的电磁兼容措施,相比对干扰源和敏感设备采取措施,从技术实现和经济性等方面都具备较大的优势。系统内EMI的耦合路径主要有以下6种:

① 不希望的发射源与敏感设备之间的共地阻抗产生的共模耦合。

② 电磁场与电缆之间的共模耦合。

③ 电磁场与电缆之间的差模耦合。这是从电磁环境到电缆的一条直接辐射耦合路径,该耦合在受扰放大器、数字电路等接收器输入端直接形成差模电压;

④ 电缆之间的近场耦合,这也是一种直接差模耦合方式,电缆电缆耦合往往发生在同一线束、同一电缆槽中的电线和电缆之间,受干扰的电缆一般都是低电平信号电缆;在通信对抗系统中,有时网线等数据电缆也会受到大功率干扰机电缆的干扰。

⑤ 主电源至设备电源上的EMI传导耦合至信号电路。

⑥ 系统内各天线之间的耦合。

2 接地设计

良好的接地设计是保证系统正常工作的关键措施之一。接地是减少EMI和提高抗干扰能力的重要技术,在系统设计中一般分为安全接地和信号接地[3]。主要采取以下措施:

① 对安全接地和信号接地进行独立设计。采用2根金属铜带分别作为安全地和信号地,在系统接入大地时采用2根金属接地棒独立接地。

② 采用宽度30 mm以上铜带或镀银条等良好导电金属作为接地汇流条,并将其布设至每台设备附近,各设备独立连接到汇流条,保证设备与地之间的低阻抗,同时降低各设备之间的共阻抗耦合。

③ 尽可能降低系统的接地电阻。在车载系统中,一般在车外采用金属接地棒进行接地,对于金属接地棒,其接大地电阻为:

式中,l为棒长;d为棒直径;ρ为大地电阻率。

从式(1)可以看出,增加接地棒长度和直径都可以降低接地电阻,但由于受系统结构安装尺寸和操作的限制而无法实现,因此,降低接地电阻的最有效措施就是降低大地电阻率,一般采用土壤湿化的方法,30%的湿化就可以达到良好的效果。若有更高要求,可在电极四周土壤中添加可产生电离的化合物以降低接地电阻,优选MgSO4,具有高导电率,成本低,对电极锈蚀效应低等优点。

④ 系统中的低电平电路的信号地和用于继电器和电机电路的噪声地必须进行隔离。工程上需要特别注意天线伺服电机和低噪声放大器、微波前端开关等设备之间的接地隔离问题。可将2个分离的地仅在远端一点连接在一起。若不进行分离,则电机启动和停止时产生的瞬态干扰脉冲会通过地回路对系统内微波前端设备产生较大的干扰,影响其正常工作。

3 屏蔽设计

在通信对抗系统中,设备与设备之间、设备与电缆之间、电缆与电缆之间的EMI问题非常突出。因此,电缆和任务设备的良好电磁屏蔽设计就成为了系统良好工作的保证。

3.1 电缆的屏蔽设计

对于系统中的射频、电源和控制电缆,最容易受到干扰的是射频同轴电缆[3]。同轴电缆的差模耦合可由式(2)求出:

用dB表示为:

式中,Is/E为同轴电缆外导体感应的表面电流与环境电场强度之比;ZT为同轴电缆转移阻抗,是每米受扰电缆外导体感应的电压与表面电流的比值(Ω/m),ZT=Vi/Is;k=Vo/Vi,受扰接收器输入端的差模电压Vo与电缆外导体内表面感应电压Vi之比。

系统设计时需要做到以下几点:

① 优化电缆走线空间布局。工程实践中,大功率射频、电源电缆与低电平信号电缆在机柜走线槽内绑扎时应分别独立绑扎,线束之间距离不小于30 mm,以增加空间隔离度,降低电缆之间的耦合和干扰;同时避免长距离平行走线,必要时选择双层屏蔽电缆。

② 工程实践表明,在重视射频电缆屏蔽的同时,对电源和控制电缆也不能忽视。可选择有屏蔽层的电源电缆和控制电缆,对于特殊应用,可在电缆外部缠绕金属丝网屏蔽层,增加隔离度。

③ 选择转移阻抗ZT小的电缆。

④ 电源和控制电缆接插件选择航空插头,电缆屏蔽层与接插件采用360°压接或纺锤形连接。

实践表明,优化电缆屏蔽设计和布线设计,既可有效提高系统EMC特性,又能大大降低成本。

3.2 整机设备屏蔽设计

整机设备的电磁屏蔽设计,设计时主要遵循以下设计原则:

① 整机机箱设计采用金属密闭结构设计,增加导电连续性,一般采用铝合金材料[4]。为增加机箱的屏蔽,在机箱盖板等缝隙处填充导电橡胶、导电泡棉等材料;在细小缝隙处喷涂导电漆或涂抹导电胶。

② 接插件选择航空插座,采用化学镀镍材料或不锈钢材料,在与机箱面板接触的法兰底座处安装导电衬垫。

③ 风扇处选择安装截止波导通风窗。若机箱面板较厚,也可以直接在面板开孔,代替截止波导通风窗,可节省机箱内的空间。截止波导的衰减计算公式为[5]:

式中,λc为波导的截止波长;d为波导长度。根据公式进行计算,采用孔径4 mm、长度20 mm的蜂窝式截止波导,在频率10 GHz以下,可产生130 dB以上的屏蔽效果。

④ 在显示屏处采择金属镀膜玻璃或金属丝网进行屏蔽。

⑤ 电源开关等处选择密封金属衬垫和穿心电容。

4 电源EMC设计

电源是通信对抗系统重要的组成部分,也是电磁兼容设计关注的重点之一。系统中电源EMC的主要作用一方面是抑制来自电网的各种电磁干扰,包括电压不稳、尖峰脉冲、浪涌和线路噪声等,其中主要是尖峰脉冲。系统在负载切换、电机启动或停止时,都会发生瞬变过程而产生尖峰脉冲,这些瞬变噪声会在电子设备的感性负载电路内产生瞬态过程和辐射噪声干扰。特别是在感性负载(例如系统内的伺服驱动电机)断开时,其产生的快速瞬变群脉冲,脉冲噪声前沿最陡,电压最高,危害也最大;另一方面,在系统中由于设备小型化的趋势,开关电源已经取代了线性电源被普遍使用。开关电源本身在体积、重量和效率3个方面具有传统线性电源无法比拟的优势,但同时由于大功率开关管工作在高压大电流的切换状态,导致其本身也是一个强电磁干扰源,会对周边设备产生电磁干扰,从而使其性能下降。

对于电源部分的EMC设计,在工程实际中主要采用以下方法:

① 整机设计时选择具有良好差模和共模抑制的EMI电源滤波器,这是最为有效的方法。目前EMI电源滤波器的设计和生产都已经非常成熟,选择合适的滤波器可使设备较好地满足GJB151A中关于电源电磁兼容的相关要求。

② 在系统的电源输入端配置相应功率容量的UPS,降低电网和发电机的电磁干扰和电压波动影响;由于电网和发电机的输出特性存在差异,因此在选择UPS时要考虑对电网和发电机的适应性。

③ 做好电源系统的瞬态保护。对于瞬态高能量骚扰,采用气体放电管做一次保护,具有良好的浪涌电流吸收能力,采用硅瞬变电压吸收二极管(TVS)或压敏电阻做二次保护[6],其具有响应速度快等优点。

④ 做好系统的统一设计,特别对于系统内大的干扰源,要认真考虑其对周围相关设备的影响。在电源系统的接地设计等方面全面考虑,避免电磁干扰通过接地等途径进行串扰。

5 电磁频谱规划与天线隔离

在通信对抗系统中,各站之间由于指挥控制和信息传输等功能需要,同样装备着大量的通信设备。通信设备与对抗设备二者之间的电磁兼容特性直接关系到系统作战效能。为保持良好的EMC特性,主要采用以下措施:

① 系统设计时,若能够采用有线通信设备,优先选用有线通信设备;若必须选用无线通信设备,则需要在通信频段规划上与对抗设备工作频段错开,一般将通信频率设置在对抗设备工作频率的2倍以上,避免相互之间的干扰。特别需要考虑到的是,由于对抗设备都是宽带大功率功放,因此必须考虑对抗设备的谐波对通信设备的影响。一般在功放输出端增加谐波滤波器,谐波滤波器采用腔体滤波器,其具有截止特性好、插入损耗小、功率容量大等突出优点。必要时可考虑采用滤波器组的设计方案,但其重量、体积偏大,成本偏高。

② 随着通信技术的不断发展,通信设备的抗干扰能力也在不断提升。在系统设计时,优先选择具备良好抗干扰能力的跳频、扩频通信体制,优先选择自适应能力和纠错能力强的先进数字通信系统,不仅可以提高系统的EMC特性,也可以大大降低敌方对我系统通信的截获概率。

③ 天线隔离设计。系统通信天线选择方向性较强的天线,降低天线旁瓣,增加天线的前后比,一方面可以增加通信距离,另一方面可以有效降低干扰设备对通信设备的影响。在作战部署时优化系统配备关系,工作时对抗设备天线与通信天线方向错开,增加天线之间的隔离度。

④ 在系统工作流程上进行优化设计,必要时采取分时工作。对数据进行缓存压缩后猝发传输。

6 结束语

在通信对抗系统中,由于大量通信对抗设备和通信设备的集成,导致系统的电磁兼容设计非常重要,特别需要在前期系统设计时予以重视,进行详细的电磁兼容特性分析,结合理论计算和实际工程经验,采取适当的电磁兼容措施,兼顾效果和成本,以取得事半功倍的效果。 

参考文献

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[5]高攸纲.屏蔽与接地[M].北京:北京邮电大学出版社,2004.