万格应急通信指挥车技术方案
保护通信指挥车的目的。
防雷接地:计算机系统和通讯系统之间设立良好的接地系统，以满足系统的工作稳定性要求与防雷方面的要求。接地的建设与所处的环境以及大地地质状况相关，接地电阻必须满足规范的要求，对不能满足规范要求的应采用降阻措施。
等电位连接:
根据 IEC 与 GB 相关防雷的基本要求，根据雷电防护的基本原理，将机柜内各设备的接地接入点，外部防雷设施，各种金属管线进行等电位处理，保证在雷电与过电压发生时，系统内的各设备，各端口之间不会存在危险的电位差。
可靠连接各种防雷设备，尤其是各防雷设备的接地方面，必须保证各种接地设施之间可靠连接。
D接地设计
系统接地的好坏直接影响指挥车内设备和人身安全。因此，保证系统良好接地非常重要。车体必须设置三种接地点：设备保安接地、车体保护接地、避雷接地。接地选用铍青铜接地 棒。设备接地、电源接地采用等长接地汇集在机柜接地铜条，计算机单独接地。用大截面积 的扁铜线与车体外接口板“保护柱”相连，构成一个闭合的等电位系统。所有接地线均为铜 质绝缘导线，其截面不小于 4mm2。当综合布线系统采用屏蔽电缆布线时，信息插座的接地可利用电缆屏蔽层作为接地线连至每层的配电柜。若综合布线的电缆穿钢管或金属线槽敷设时，钢管或金属线槽应保持连续的电气连接，并应在两端具有良好的接地。
2.6可靠性设计
2.6.1 系统构成
应急通信指挥车是一个系统集成项目，系统集成采用的所有设备均是国内外著名厂商的、技术成熟的、且质量有保障的设备。
指挥车按功能划分为载车底盘子系统、通信子系统、计算机办公子系统、图像子系统、广播子系统、集中控制子系统、供电子系统、警示子系统及配套设施等。
2.6.2 主要技术措施
为了满足通信指挥车的可靠性指标，在系统设备选型、系统设计、结构布局等方面，将采取如下措施，以提高系统的可靠性。
降额设计在设备选型、系统设计等过程中，将根据设备及系统承受的应力情况，同时兼顾到成本及费用，进行合理的降额设计。一般设备的降额系数选取原则为 0.4。冗余设计
供配电系统具备市电、发电机、蓄电池等多种供电手段，可确保整车供电系统的不间断；通信指挥车内部系统设计 2 组照明灯，沿车内顶部对称布设，由附加电瓶提供电源，能保证整车内部照明。设计一组备用直流照明灯，由原车电瓶供电，在系统断电或检修时提供应急照明。
A.富裕度设计
机械结构件尤其是车顶结构的刚强度设计采用了富裕度设计技术，确保有效承载；供电电源、供电线路的功率容量、绝缘等级均采用了富裕度设计技术，确保系统可靠性；汽车发动机总功率远大于发电机占用功率，不影响车辆行驶性能。 B.集成化设计
系统所采用技术都是采用国内外较为先进和成熟的，质量有保证的著名厂商产品进行系 统集成设计，在设备选型过程中特别注意所选择设备的适应性和兼容性，最大限度地利用设
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备的各种资源，减少集成设备的数量，降低整个系统的失效率，从而大大的提高系统的可靠运行。
C. 环境适应性设计
对通信指挥车所使用的各种环境进行详细分析，充分考虑所选设备的环境适应性指标和环境寿命指标，确定各种环境对设备可靠性的影响，针对不足之处进行特殊处理，如加固和改造结构等设计。同时注重对系统零部件材料、辅料的选取，进行必要的方案论证和试验验证。根据车型的系统结构布局，在设计时将注意减振和抗冲击能力的问题，采用 19\标准机柜，并安装减震装置和固定设备，防止车辆在运行过程中的振动和冲击对系统设备的损坏。系统中采用冗余式设计，对多路通信设备进行系统备份，从而保障设备在复杂条件下的通道畅通。对各种电源和通信电线电缆均采用过流能力强、耐高温、带电磁屏蔽和阻燃的高性能线缆，对设备与设备和设备与装置之间的走线采用并焊、冷压、绝缘、线夹及捆扎的方式处理和固定，可有效地保证整个系统设备间的通讯互连，有效的提高了设备运行的可靠性。系统机柜中还将特别设计接地汇流条和内部接地点，车外还配备有接地线缆，方便系统设备的就近接地，从而有效地保证了系统设备的使用安全性。通过采取以上强有利的措施，大大地提高了整个系统的环境适应性和可靠性。
2.6.3可维修性设计
通信指挥车设计符合 GJB219A 的相关要求，装配的零部件、外购件、外协件遵循标准化、系列化和通用性原则，并具备可互换性。所有装车设备或设施尽可能选用定型的车载产品，所用设备或设施具备合格证，并经检验合格后方可使用。车体外部安装的天线、频闪灯、长排警灯、升降杆、登顶梯等有方便维护和保养的设施。厢体内设备之间、照明设施之间（含信号、标志灯）、以及设备与电源的接口连接线缆有不同类别的明显标记，以利于区别、操作和维护。修理工具（含专用工具）尽可能的少，维修程序简单、实用、快速。
2.6.4电磁兼容性设计
随着现代科学技术的发展，电子设备的数量及种类不断增加，工作频率不断提高，电磁环境日益复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何有效地减少相互间的电磁影响，使各种设备正常运转，需要在产品设计开始时就考虑电磁兼容性的问题。在系统综合集成后，发现电磁兼容问题再重新调整系统结构，必须会带来更多的困难，造成研发时间和成本的双重浪费。
A电磁兼容性对于通信系统的重要意义
通信指挥车集成了有线、无线传输系统及众多模拟、数字设备；随着汽车微电子装备的大量增加，半导体逻辑器件对电磁干扰敏感度相当高；车载电磁低电压、大电流负载特性使其开关过程在供电线路上产生很多脉冲
干扰，进一步恶化了电磁环境。因此，在通信指挥车系统中，EMC 是一个十分重要的问题，将直接关系到车载系统的正常使用和运作。
B通信指挥车电磁骚扰源和易干扰源分析
射频信号源及其传输信号线部分，信号传输中的非线性部分,尤其是功率信号传输中的非线性部分。这部分包括高速的数字逻辑电路,脉冲电路,整流电路,系统时钟,端口失配造成的反射等，电感器,滤波器,高频脉冲变压器,阻抗匹配器，发射天线,切换开关,继电器,重负载的
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启动与关闭等，高电压部分产生的电场，静电累积产生的高压静电场。 在本系统中，以下设备要引起格外的关注： 350M 警用电台：工作频率： 350-370MHz
无线图传工作频段：200MHz～800MH（频率可调）
以上二种设备的收发机都要配置相应的腔体滤波器,以减少杂波(手持对讲机除外),汽车自生骚汽车内部的自生骚扰发射干扰源主要是汽车电器中的各种瞬变电脉冲、分电器的触头之间和火花塞间隙之间的火花以及车轮与地面、车身与空气高速磨擦产生的静电放电。这些自身产生的骚扰即可能通过电磁骚扰发射对环境中的其它电器造成干扰。这些自生骚扰可进一步分为 3 组：
频谱范围 10kHz～1000MHz,由高压点火装置产生的宽带干扰；
频谱范围 10kHz～500MHz，由直流电机和离散输出级产生的宽带干扰；频谱范围基频～4000MHz，车载数字计算机（各种 ECU 和车载办公数字设备）产生的窄带干扰。经实测，当没有去扰措施时，汽车接收天线上干扰强度可达 50dBμV/m。
C通信指挥车电磁兼容性考虑
从电磁骚扰源、电磁骚扰传播特性、敏感设备抗干扰能力、测量设备、测量方法与数据处理方法、系统内、分系统间电磁兼容性等多个方面考虑。在实际应用中，从预测入手，对噪声源、噪声接收电路、耦合通道等几方面进行分析。
为了保证设备的正常运行，设计中对位于工作频带之外的信号都采用各种措施加以抑制，从而保证工作频带上的信号都具有良好的接收能力。
依据防护措施在实现电磁兼容时的重要性可行性，进行电磁兼容的分层次设计，最后对各层次的设计结果进行综合。具体包括接地设计、屏蔽设计和滤波设计。
对于天线间的相互干扰，设计中充分利用车体外形的遮挡效应，通过调整方向角、安装位置，使天线间的耦合度减到最小。在系统功能设计阶段，定义各子模块时，尽量避开工作频带相近的各模块同时工作，提出合理的调度算法。从软件上辅助实现电磁兼容。接地是电磁兼容设计的一个重要部分，接地的原则是为电路或系统提供一个参考的等电位点或面。整个车体设计两个以上接地端子。并提供安全接地（大地）桩、避雷桩和接触良好的截面积足够大的接地线。各电子设备的电源输入处均设有内接的安全接地点，电子设备的外壳体通过金属结构件或专门的安全连接导线与车体系统接地相连，通过与车体接地端子的良好接触，从而将整个车辆构成一个闭合的等电位系统，车体系统接地通过接地桩与大地相连，使其与大地接近同电位，从而确保设备和人身安全。
避雷接地系统由安装于车顶天线的避雷器、各设备自带的避雷装置以及配电系统的无源避雷器组合而成，各设备的避雷装置通过专用的接地线与机柜的避雷接地相连，机柜的避雷接地与车体系统的避雷接地相连，车体系统的避雷接地通过专用的避雷桩与大地相连，这样整个避雷系统既可防止雷击由车顶天线窜入对系统造成破坏，也可防止雷击由 线缆窜入或感应高压对设备造成的破坏。
在设备内部的布线及走线减小干扰源和敏感电路的环路面积。最好采用双绞线和屏蔽线,使得信号线与接地线及载流回线之间的距离为最近,从而减小环路面积。增大干扰源走线与敏感线路走线间的距离。可能的话,使干扰源走线与敏感线路走线尽可能呈直角相交地布线, 使干扰源与敏感线路间的互感尽可能地小。增大干扰源走线与敏感线路走线间的距离,使得两者间的静电容耦合为最小。采用静电屏蔽层,同时静电屏蔽层要接地。将布线（走线）按功率，频率来进行分类,以每 30dB 的功率电平分成若干组,不同种类的布线(走线)要分开捆扎,相邻类的布线(走线)在采用屏蔽或事先扭绞之后也可捆扎在一起,不同种类的布线(走线)间的敷设间距为 50mm～75mm。
2.6.5屏蔽设计
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A.车体屏蔽设计
车体设计具有很好的屏蔽功能，既防止系统设备工作时造成的电磁泄漏，也防止外部空间的电磁辐射以及电磁干扰造成系统设备无法正常工作。
在实际工程设计中，考虑体积、重量、工艺等的因素，一般取屏蔽体隔墙厚为 4mm～5mm，要保证内外两点之间测量电阻小于 0.6Ω。
B.电源接口窗屏蔽
车体电源接口窗电源线选用屏蔽电缆和航空接插件，以减少电源线引发的传导辐射干扰。
C.空调器屏蔽
空调器安装会引起风道的电磁泄漏和空调器电源线引起的传导辐射干扰，因此，在风道口采用屏蔽波导材料进行屏蔽
D.信号接口窗屏蔽
由于信号窗尺寸大，与车体存在一定的缝隙，这样就不可避免存在车体电磁泄漏和屏蔽问题。因此采取以下措施： ? 选择适合的尺寸，确定信号接口窗的大小； ? 采取全屏蔽电接插件，以保障开口处屏蔽效果； ? 缩短螺钉间距。
E.电缆屏蔽
选用屏蔽性能好的线缆，尽量避免线缆间的电磁干扰及耦合。电源线、信号线不平行走线，万一避免不了的则尽量增加它们之间的距离，使其耦合减小到最低程度。
F.车内设备屏蔽
指挥车内设备合理布局，避免设备间的电磁干扰性；对整个 PCB 板及连接头采用了良好的屏蔽措施，设计了屏蔽机箱，机箱外接电缆进入箱体之间均加以滤波。连接头采用信号针与地针交错分布的排列方式。
2.6.6 滤波设计
通信指挥车的滤波措施如下： ? 电源引入端加装抑制共模干扰和差模干扰的滤波器； ? 车内大功率发射机在电源入口处加装专用滤波器； ? 开关电源分配给各设备的直流供电输出口加装电源滤波器； ? 信号输入输出口加装模拟或数字信号滤波器。对于天线间的相互干扰，在元器件选型时尽量使其工作频带没有重叠，通过调整方向角、安装位置，使天线间的耦合度减到最小。在系统功能设计阶段，定义各子模块时，尽量避开工作频带相近的各模块同时工作，提出合
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理的调度算法。从软件上辅助实现电磁兼容。
2.6.7接地设计
接地技术是抑制电子产品电磁干扰非常重要的一环。特别指出的是，良好的接地设计还可以在不增加系统设备成本的前提下，抑制大部分的电磁干扰，提高系统的可靠性，达到事半功倍的效果，从而有利于提高系统的性价比。德阳市公安局通信指挥车的接地系统综合概述有以下四个特点： ? 安全地、大信号地、小信号地及电源地系统分开布设，不共享； ? 上述各接地系统单点汇集于电源口（壁盒），并就近接入大地； ? 属于电气连接的点，其搭接直流电阻值不大于 2.5310-3Ω； ? 接地、搭接和屏蔽实施工艺完全符合 GJB 1210-1991 的规定。系统接地的好坏直接影响指挥车内设备和人身安全。因此保证系统良好接地非常重要，车内须设置三种接地点：车体避雷地、车体保护地、设备保护接地。接地极选用专用接地棒。
指挥车内部设备采用等电位连接。所有接地线均为铜质绝缘导线，其截面不小于
4mm2。当综合布线系统采用屏蔽电缆布线时，信息插座的接地可利用电缆屏蔽层作为接地线连至每层的配线柜。若综合布线的电缆采用穿钢管或金属线槽敷设时，钢管或金属线槽应保持连续的电气连接，并应在两端具有良好的接地。接地母线（层接地端子）所有综合布线用的金属架及接地干线均应与该接地母线相焊接。接地母线均为铜母线，其尺寸应为 6mm 厚350mm 宽，长度根据工程实际需要来确定。接地母线采用电镀锡以减小接触电阻。
?接地干线接地引入线指主接地母线与接地体之间的连接线，宜采用 40mm 宽34mm 厚或 50mm35mm 的镀锌扁钢。接地引入线应做绝缘防腐处理，在其出土部位应有防机械损伤措施，且不宜与暖气管道同沟布放。
?接地体接地体分自然接地和人工接地体，并应满足以下条件： ?距离工频低压交流供电系统的接地体不宜小于 10cm； ?距离建筑物防雷系统的接地体不应小于 2m；
?接地电阻不应大于 40Ω接地是电磁兼容设计的一个重要部分，接地的原则是为电路或系统提供一个参考的等电位点或面。对于通信指挥车，数字电路很多，电流大，且工作在脉冲状态。往往在地线上能测出十几伏甚至更高的电压。因此，必须采取有效的措施，方可避免这些干扰。 A.混合接地
一般来说，当频率在 1MHz 以下，可采用单点接地方法；频率高于 10MHz 时应采用多点接地方法；频率在 1MHz～10MHz 之间时，如果采用一点接地，则其地线长度要小于λ/20，否则应采用多点接地。而在电子设备中，往往既有高频电路，也有低频电路；包括大信号线路、小信号线路；既有模拟电路，也有数字电路。我们采用混合接地方式。
实际上混合接地包括两种含义：其一是要保证低频时单点接地，而在高频时要保证多点接地；其二是在一个电子设备中既有单点接地也有多点接地。
这种接地方式在机架上安装设备时往往采用。每个设备分别构成单独的接地面与接地母线相连，再经过整机接地点与大地相连。其中各设备内部的接地方式是单点还是多点，应根据频 率、电平来决定。
B.电子设备接地
系统的各种电子设备中往往包含有很多电子电路以及各种电机、电器等电气元器件。所以地线应分组敷设，一般分为信号地线（分高电平和低电平）、噪声地线和金属件地线等，如图所示。
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图 2-75 接地的分组
通信指挥车共有三个接地端子：避雷地、保护地、保安地。并提供安全接地（大地）桩、避雷桩和接触良好的截面积足够大的接地线。各电子设备的电源输入处均设有内接的安全接地点，电子设备的外壳体通过金属结构件或专门的安全连接导线与车体系统接地相连，通过与车体接地端子的良好接触，从而将整个车辆构成一个闭合的等电位系统，车体系统接地通过接地桩与大地相连，使其与大地接近同电位，从而确保设备和人身安全。
C.地环路干扰及其抑制措施
由于实际地线阻抗并不等于零，因此，如果电路存在的公共地上的干扰电流流经地线时，会产生公共阻抗干扰。另外，地线在电子设备中分布数量较多，特别是当频率较高时，分布参数的影响使得地线与其它线路形成更多的环路。这些环路包括：地线与地线的环路；地线与电源馈线的环路；地线与信号线构成的环路等。由于地环路有一个环路面积，因此，当外界干扰源产生磁力线穿过这一个环路时，会产生有害的感应信号，即磁场耦合干扰。 抑制地环路干扰可以采取以下措施： ? 减小地线阻抗和电源馈线阻抗 ? 减小环路面积 ? 阻隔地环路
D.屏蔽体接地
在电子设备中，广泛使用各种屏蔽体来达到系统抗电磁干扰的要求，其中的最常见的屏蔽体是电缆屏蔽体和屏蔽罩。它们的屏蔽效能不仅取决于屏蔽体本身的性能，同样也与屏蔽体的干扰源的特性有关。特别重要的是还与接地点的选择有及其重要的关系。
E.电缆屏蔽体接地
当频率为 100kHz 以下时，电缆屏蔽体要单端接地。如果屏蔽体有两个或更多的接地点，就有可能通过屏蔽体构成噪声地线回路而产生噪声干扰。
F.放大器屏蔽罩接地
高增益的放大器常常用金属罩屏蔽起来以防止外界电场的干扰。
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