一種電子引信抗電磁干擾封裝技術(shù)

摘　要：為了適應日趨惡化的電磁環(huán)境，迫切要求提高以微電子技術(shù)為核心的各種電子引信的抗電磁干擾能力。文章以地雷電子引信為例，分析了電子引信技術(shù)的發(fā)展，工作原理及其抗電磁干擾技術(shù)，進(jìn)行了新型抗電磁干擾材料的設計和研究。采用自制的模擬電子引信，研究了在強微波輻射場(chǎng)中的電子引信的保護和失效問(wèn)題。試驗結果表明強的電磁輻射可以使電路失效，新型抗電磁干擾材料對電磁波表現出良好的屏蔽效果，提高了電子引信的抗電磁干擾能力。

　　1 引信及其抗電磁干擾技術(shù)

　　隨著(zhù)信息時(shí)代的到來(lái)，引信逐步向智能化方向發(fā)展，各類(lèi)新型電子引信由于采用了大量的電子器件和電路，隨之產(chǎn)生了易受各種電磁脈沖武器和電磁環(huán)境干擾和毀傷的問(wèn)題，導致引信失效的現象時(shí)有發(fā)生。尤其最近幾年國外研發(fā)和裝備的高功率超寬帶電磁脈沖武器的出現，更給軍工品正常使用帶來(lái)巨大的威脅。國際電工委員會(huì )（IEC）77（SC77C）分會(huì )將輻射電場(chǎng)超過(guò)100V/m 的環(huán)境稱(chēng)為高功率電磁環(huán)境。所謂超寬帶，是指頻帶寬度高達1 0 8Hz 至1012Hz。滿(mǎn)足上述功率和頻寬條件的電磁輻射方式有高功率微波（HPM）、超寬帶（UWB）、高功率核電磁脈沖（HEMP）。針對上述現象和技術(shù)需求，本文以地雷的電子引信為例進(jìn)行了具體討論和實(shí)驗研究。

　　地雷電子引信是地雷引爆裝置的關(guān)鍵部件。經(jīng)過(guò)HPM一定時(shí)間的照射，地雷的電子系統和電子引信對HPM的耦合作用，HPM在金屬表面或金屬導線(xiàn)上感應電流或電壓，引火頭的金屬引線(xiàn)感應的高頻電流流過(guò)引火頭的橋絲，造成橋絲發(fā)熱，從而引燃藥粉，使處于戰斗狀態(tài)地雷中的電引火頭被引燃。

　　電磁武器有輻射功率強大，無(wú)需精確瞄準等特點(diǎn)，可以使地雷內部的電子元件在未損壞的情況下，整個(gè)系統處于混亂狀態(tài)，無(wú)法或暫時(shí)無(wú)法恢復正常狀態(tài)，或徹底毀壞電子元件。

　　為適應現代戰爭的需要，在提高攻擊力的同時(shí)也應該提高地雷的戰場(chǎng)生存能力，逐漸重視地雷的保護問(wèn)題。在地雷的殼體外部和內部存在著(zhù)各種電磁干擾。地雷殼體外部的電磁干擾源，通過(guò)電磁感應影響處于戰斗狀態(tài)的地雷正常工作。內部干擾是由于地雷內部存在著(zhù)磁耦合，通過(guò)合理設計可以改善內部電路的電磁兼容性能。需要對遠場(chǎng)中高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)加以屏蔽，電磁屏蔽是用屏蔽反射并引導磁源所產(chǎn)生的電磁能流使之不進(jìn)入空間防護區。

　　也就是利用屏蔽材料的導電性和磁性將電磁波反射或吸收來(lái)阻止電磁能量在空間傳播，達到減弱干擾能量屏蔽的目的。

　　發(fā)展電磁屏蔽材料的目的就是減弱或消除電磁波對地雷的危害，提高地雷的抗電磁干擾能力。屏蔽材料的選取和雷殼的幾何外形直接影響了地雷外殼屏蔽效果。依據電磁屏蔽原理，屏蔽體的屏蔽效能主要取決于材料的電導率R、磁導率L 及厚度d 等參數。電磁屏蔽中電導率成為選擇屏蔽材料的主要依據，金屬良導體銅、鋁、金、銀因為有較高的電導率適用于電磁波的屏蔽，是最常用的屏蔽材料。

　　除了傳統的實(shí)心金屬屏蔽材料外, 為了提高適用性和降低成本，新近發(fā)展起來(lái)了表面敷層薄膜屏蔽材料。

　　表面敷層薄膜屏蔽材料是使塑料等絕緣體的表面附著(zhù)一層導電層，從而達到屏蔽的目的。這類(lèi)表層導電薄膜屏蔽材料普遍具有導電性能好、屏蔽效果明顯、無(wú)需特殊設備、成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應用。

　　2 地雷電子引信技術(shù)

　　地雷引信是地雷能夠正常爆炸的重要組成部分，引信性能的好壞直接影響地雷的爆炸效果。地雷引信是由引爆雷管、壓發(fā)機構和外殼組成，當壓發(fā)機構受到外界作用力并移動(dòng)一定距離后，力傳遞到引爆雷管上，雷管受到擠壓而爆炸。早期主要利用目標的碾壓觸碰作用或利用目標產(chǎn)生的物理場(chǎng)（磁、聲、振動(dòng)和紅外等）啟動(dòng)引信，20 世紀80 年代中期以后，新型地雷品種不斷出現，采用先進(jìn)的微電子技術(shù)，也有用繩索、有線(xiàn)電、無(wú)線(xiàn)電遙控等操縱地雷爆炸的。繩索操縱通常是使地雷直接起爆；采用有線(xiàn)電和無(wú)線(xiàn)電遙控操縱的方法，可以使地雷由保險狀態(tài)轉入戰斗狀態(tài)、由戰斗狀態(tài)轉入保險狀態(tài)或根據需要爆炸（自毀）等。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為提高地雷的作戰性能，增強地雷的抗掃能力，逐步研制出耐爆引信，在爆炸沖擊波作用下不易發(fā)火，而在目標作用下能正常動(dòng)作、發(fā)火?，F代反坦克履帶地雷多配用耐爆引信。

　　為了適應日益復雜的現代戰場(chǎng)環(huán)境，采用大規模集成電路，使地雷引信向智能化方向發(fā)展。90 年代，英、法、德、意、俄等國相繼開(kāi)發(fā)研制智能地雷?，F代地雷的電子引信一般都設置有定時(shí)自毀或失效裝置，以保證地雷在戰斗過(guò)程中未接受到目標信號時(shí)，在指定時(shí)間內自毀，以避免為敵方所用，或因失效而使己方作戰行動(dòng)受到影響；一種反坦克電子引信原理圖如圖1 所示。

圖1 某型反坦克地雷電子引信電路原理示意圖

　　其中定時(shí)電路確定待命和自毀時(shí)間。在電子引信處于待命狀態(tài)下，感應線(xiàn)圈感應外界磁場(chǎng)變化，振動(dòng)傳感器測定振動(dòng)大小，紅外傳感器用于測距和通信，測量數值經(jīng)過(guò)放大電路處理后傳給控制電路，經(jīng)控制電路處理輸出脈沖信號，引火頭收到發(fā)火信號即引爆地雷。采用地雷電子引信技術(shù)增大單個(gè)地雷的障礙范圍，提高其在戰場(chǎng)上的生存力和主動(dòng)攻擊性能。