简介
在过去的几个月里,我的审查已经涵盖了MIL-STD-461,所以现在是时候提高系统需求了。我们认识到MIL-STD-461要求适用于MIL-STD-464中所述的设备项目和子系统。修订版“C”是目前的版本,但审查有点晚了。在本次审查中,讨论将集中在各种需求以及这些需求如何影响单个设备和MIL-STD-461评估。
系统需求考虑了设备项目的集成方面,以及电磁环境(EME)如何创造解决独特问题的需求。部署在寒冷干燥的地区比部署在热带地区更容易出现静电放电(ESD)相关的问题。
正如MIL-STD-461评审中所指出的那样,需求是通用的,并且支持裁剪。裁剪通常由识别需要处理的一些风险的系统分析所推动。例如,地面设施通常对RS103灵敏度要求为20 V/m,但由于在该地区使用了几个大功率s波段发射机,在2-3 GHz频率范围内,特定设施的要求提高到60 V/m。因此,MIL-STD-461的资格认证不能满足该环境的需求。
在本综述中,MIL-STD-464C将作为讨论的基础,但可能会引用先前的修订。如果使用了先前的修订版本,则会识别出来。
系统定义
什么是系统?MIL-STD-464将系统定义为:
作战部队:由设备、子系统、熟练人员和技术组成的组合,能够执行或支持确定的作战角色一个完整的系统包括其运行所需的相关设施、设备、子系统、材料、服务和人员,其程度可以被认为是在其操作或支持环境中自给自足。
大多数评价将子系统视为测试和评价过程的系统,但应包括对所有系统要素的考虑。如果子系统设计的一部分是一个屏蔽外壳来容纳高水平的辐射,那么外壳内的人员就会暴露在辐射之下。这将使系统集成无法接受,除非外壳内的设备辐射达到人体暴露标准。
我们经常把平台看作一个系统,特别是当平台是自治的时候。建筑可以被视为平台吗?在许多情况下,建筑被视为一个系统,尽管需要电力、水和通信链路来支持这个系统。
为了设计和评估的目的,一个子系统可以被隔离并执行一个功能,通过集成分析来独立评估,以支持影响整个系统的特定元素。
正如您所看到的,系统和子系统之间并不总是有明确的分离。一旦集成,评估将完成,以验证系统性能和系统自兼容性风险。
数据项说明(DIDs)
MIL-STD-464C指的是四个did,合同数据要求中列出了适用的did。让我们快速讨论一下列出的did。
DI-EMCS-81540B电磁环境效应(E3)集成与分析报告。DID提供了关于满足MIL-STD-464C需求的需求内容的详细信息。报告应该检查风险和如何满足每个需求的细节。这应该包括特殊的考虑因素和适当的裁剪指南。例如,前面提到的设施系统的合同将包括需要更高水平的辐射敏感性要求,并为提高要求提供技术基础。这将促使合同规定一个量身定制的限制,以解决潜在的问题。请注意,应该解决MIL-STD-464C的每个需求;即使不适用的项目也应该包括在内,并标记为不适用。不适用和省略的主题是不同的。
电磁环境效应(E3)验证程序。此DID程序提供了如何验证E3合规性的指导。MIL-STD-464C的每一项要求都将得到解决,并包括验证过程的详细步骤。验证并不总是需要测试,因此该过程确定如何完成验证,以及如何为评估操作多个子系统。验收标准应包括在程序中。
DI-EMCS-81542B电磁环境效应(E3)验证报告。该DID描述了报告验证程序执行结果的内容。与程序一样,MIL-STD-464C的每个要求都提供了每个评估的详细结果。
DI-EMCS-81827 -频谱认证光谱特征数据。该DID支持在包括射频发射机在内的系统的整个开发和运行阶段授权无线发射机运行的要求。DoDI 4650.01要求在频谱依赖系统开发期间进行风险评估。DD表格1494与此DID相关,该表格用于记录开发各个阶段的频谱使用批准。
需求
5.1利润-安全和关键任务系统必须有6分贝的裕度。电启动设备(eid)应具有16.5 dB的最大无火刺激(MNFS)用于安全,6 dB用于其他应用。通常暗示在更高的6 dB水平上测试敏感性,但这不是MIL-STD-464C附录中讨论的意图。使用MIL-STD-461G的安全临界水平测试水平选择列,水平不需要增加。16.5 dB (15%) MNFS相对容易管理,但需要能够监控发射水平,而不会引起测试设备的问题。
5.2系统内电磁兼容性要求系统自兼容。还记得我们经常评估子系统和其他子系统合并形成一个系统的大图吗。整个系统必须是自兼容的。
互调干扰(IMI)是船舶上导体(通常是带有腐蚀的螺栓之类的非故意导体)形成非线性结的问题,当暴露在辐射信号下可能会产生互调干扰并降低接收机性能。此外,甲板下环境形成混响室,因此将辐射功率限制在甲板下发射机是非常重要的。标准中规定了辐射功率限制。这些问题可能出现在其他平台上,如飞机和车辆,尽管MIL-STD-464C中没有提到。
在空间系统中,射频场可能会加速真空中的自由电子,这些自由电子可能会与释放二次电子的表面碰撞。这就产生了放电和损坏的风险。
为了防止接收机性能下降,必须控制天线连接接收机天线端口上无意射频发射的诱导电平。请注意,没有引用限制,因此集成分析应识别风险,并在存在风险时为额外的排放控制提供定制指导。我记得我曾做过一个分析,一个设备项目被放置在太空飞行器天线的后瓣附近。在设备的详细测试报告显示接收器工作频率的辐射之前,一切都趋于兼容。设备测试报告表明其符合合同要求,但合同允许豁免超限排放。这个问题是在发射前发现的,并增加了控制措施。
5.3外接射频EME要求系统在环境中运行。该需求提供了几个表,其中为各种环境提供了威胁级别。如果适用于多个环境,则基于组合表进行计算。
5.4高功率微波(HPM)源如果合同中规定了要求,则要求满足操作性能。合同必须提供与HPM要求相关的威胁测试级别。
5.5闪电要求同时满足直接和间接闪电效应的性能要求。标准中有图表和表格,用于识别需求特征。性能要求五月允许某些应用在罢工期间中断操作,但通常需要生存。检查性能需求以确定验收标准。
5.6电磁脉冲需要满足运营绩效后受到电磁脉冲环境的影响MIL-STD-2169中规定了测试极限,合同中规定了适用要求。
5.7子系统及设备电磁干扰(EMI)要求各个项目满足MIL-STD-461要求。如果系统性能符合其他EMI/EMC标准,非开发和商业项目可能是可以接受的。为了验证舰船消磁不影响系统性能,还对舰载直流磁场环境进行了具体识别。
5.8静电荷控制要求控制和耗散静电电荷,以防止性能下降或损坏。提供了几个高级威胁环境和相关的需求级别。包括人员携带的ESD调用与MIL-STD-461的子系统评估相同的需求。
5.9电磁辐射危害(EMRADHAZ)要求控制纳入保护人员(HERP),燃料(HERF)和军需品(HERO)免受辐射能量的影响。DoDI 6055.11支持HERP要求。HERF要求使用特定燃料蒸气的点火来评估要求。HERO级别在MIL-STD-464C中提供。
5.10寿命周期,硬度E3在整个系统的额定生命周期中,需要电磁环境效应(E3)的性能。具有维护、修理、监视和腐蚀控制的能力。主要问题是提供监视,因为EMI控制可能不是一直都需要,但应该在需要时发挥作用。例如,在闪电事件损坏设备之前,我们如何知道瞬态抑制器是否失效?然而,作为修复动作的一部分,必须提供方法来评估瞬态抑制器的功能。这种困境是存在的,因此系统手册需要解决EMIEMC和控制措施。
5.11电气连接要求粘接足够满足E3要求。一般说明电源返回满足电能质量标准,说明天线安装满足天线性能,机械接口连接防止电压差和导电故障电流,防止触电或易燃蒸汽引燃。
当考虑可燃性蒸汽时,通常会考虑燃料,但不要忽略清洁溶剂,润滑剂,某些墨水或其他物质,接触电流处理连接处的电阻允许加热。
机械结粘接有几个具体值;1)外壳到系统结构10毫欧姆;2)从电缆屏蔽到设备外壳的距离为15毫欧姆,3)通过各个faying接口的距离为2.5毫欧姆。从历史上看,粘接被误解了,从任何设备点到结构都需要2.5毫欧姆或更少的电流-这不是要求。
为了安全起见,MIL-HDBK-2036对于在设备底盘和系统接地基准之间使用危险电压的设备要求100毫欧姆或更低。
实际上,集成分析需要检查将要使用的连接系统,设备/子系统评估需要在测试和评估期间使用该系统。
5.13风暴要求国家安全信息不会因电气/电子设备的辐射而受到损害。TEMPEST的具体要求在合同确定的单独标准中提供。
5.14系统辐射发射要求辐射控制与其他共存系统一起运行,并限制探测和跟踪系统的能力。排放控制(EMCON)规定了系统排放的特定水平。请注意,满足MIL-STD-461 RE102排放限制而不符合EMCON水平是可行的。
5.15 EM频谱保障性要求符合国防部的国家和国际频谱法规。有关依赖频谱的系统要求的详细信息,请参阅DoDI 4650.01。
总结
标准中并不总是指定确切的要求,但是相关的did对于确定什么构成合规性至关重要。系统集成和分析报告开发了必须流入合同需求并流向单个项目的关键信息。
自兼容是必须的,所有的操作性能要求都需要注意。环境可能很恶劣,很容易影响性能——但在某些环境影响下,性能是有限的。将需求保持在真正需要的水平可以防止过度设计和成本上升。
记住MIL-STD-464C是一个系统文档,经常会看到设备项目的调用。设备项目应使用系统集成提供的保护,以避免在整个生命周期内将控制措施置于相互驱动的成本之上。
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