1、電磁場與電磁兼容課程安排課程安排v64學時，1-16周v周二10:10-12:00, 周二10:10-12:00,YF608v答疑：周二下午，9教南318課程介紹課程介紹電電磁磁場場和和電電磁磁兼兼容容重點：電磁兼容原理重點：電磁兼容原理理論基礎：理論基礎：電磁場的基本理論電磁場的基本理論傳輸線理論傳輸線理論天線理論天線理論集中參數(shù)電路理論集中參數(shù)電路理論電磁場理論基礎部分的主要內(nèi)容電磁場理論基礎部分的主要內(nèi)容v矢量分析矢量分析v麥克斯韋方程組和邊界條件麥克斯韋方程組和邊界條件v電磁場中的重要定律電磁場中的重要定律v均勻平面波的傳播均勻平面波的傳播v傳輸線傳輸線v天線天線電磁兼容原理部分的主要

2、內(nèi)容電磁兼容原理部分的主要內(nèi)容v電磁兼容的基本概念電磁兼容的基本概念v電磁騷擾的耦合（傳輸）途徑電磁騷擾的耦合（傳輸）途徑v電磁兼容標準與測量電磁兼容標準與測量v電磁干擾抑制技術(shù)電磁干擾抑制技術(shù)干擾抑制器件干擾抑制器件屏蔽、接地、濾波屏蔽、接地、濾波本課程的學習要求本課程的學習要求v加深對麥克斯韋方程的理解加深對麥克斯韋方程的理解v掌握電磁場分析的一些基本方法掌握電磁場分析的一些基本方法v了解平面電磁波和天線的基礎知識了解平面電磁波和天線的基礎知識v對電磁兼容技術(shù)有較全面的了解對電磁兼容技術(shù)有較全面的了解v初步掌握常見干擾問題的診斷和解決方法初步掌握常見干擾問題的診斷和解決方法v掌握接地、濾波

3、、屏蔽等關(guān)鍵技術(shù)掌握接地、濾波、屏蔽等關(guān)鍵技術(shù)v了解電磁兼容試驗了解電磁兼容試驗要求要求v具備進一步學習的能力具備進一步學習的能力電磁兼容概述電磁兼容概述電磁兼容（電磁兼容（EMC）基本概念）基本概念 電磁兼容性電磁兼容性(ElectroMagnetic(ElectroMagnetic Compatibility) Compatibility)：設備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）在共同的電磁環(huán)境中能一起設備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，既該設備不會由于受到執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，既該設備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設備的電磁發(fā)射導致或遭處于同一電磁環(huán)境中其他設備的電磁

4、發(fā)射導致或遭受不容許的降級；它也不會使同一電磁環(huán)境中其他受不容許的降級；它也不會使同一電磁環(huán)境中其他設備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）因受其電磁發(fā)射而導致或遭設備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)）因受其電磁發(fā)射而導致或遭受不容許的降級。受不容許的降級。 GJB 72-85GJB 72-85電磁干擾和電磁兼容性名詞術(shù)語電磁干擾和電磁兼容性名詞術(shù)語 “ “設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力的能力” GB/T 4365-2003GB/T 4365-2003電工術(shù)語電工術(shù)語 電磁兼容電磁兼容 電磁環(huán)境電磁環(huán)

5、境(electromagnetic environment) “ “存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和” “ “電磁兼容是研究在有限的空間、時間、頻譜電磁兼容是研究在有限的空間、時間、頻譜資源條件下，各種用電設備資源條件下，各種用電設備( (廣義的還包括生廣義的還包括生物體物體) )可以共存，并不致引起降級的一門科可以共存，并不致引起降級的一門科學。學?！?ITU已規(guī)劃頻率已規(guī)劃頻率 10kHz400GHz( (頻譜頻譜) ) CISPR-24 0Hz400GHz ( (頻譜頻譜) ) 電磁兼容性電磁兼容性/ /電磁兼容電磁兼容Electromagnetic

6、Compatibility-EMC 使處于同一電磁環(huán)境下的各種電使處于同一電磁環(huán)境下的各種電子電氣設備或系統(tǒng)能夠正常工作而又子電氣設備或系統(tǒng)能夠正常工作而又互不干擾，達到所謂的互不干擾，達到所謂的“兼容兼容”狀態(tài)。狀態(tài)。電磁兼容電磁兼容（EMCEMC）干擾（干擾（EMIEMI）發(fā)射：發(fā)射：輻射發(fā)射，傳導發(fā)射輻射發(fā)射，傳導發(fā)射抗干擾（抗干擾（EMSEMS）敏感度：敏感度：輻射敏感度，傳導敏感度等輻射敏感度，傳導敏感度等 如果一個電子系統(tǒng)即不產(chǎn)生干擾又能忍受如果一個電子系統(tǒng)即不產(chǎn)生干擾又能忍受外界干擾的話，我們就稱該電子系統(tǒng)的電磁兼外界干擾的話，我們就稱該電子系統(tǒng)的電磁兼容性合格。容性合格。電磁兼

7、容的發(fā)展歷史電磁兼容的發(fā)展歷史v1919世紀后期，馬可尼的第一個火花隙實驗世紀后期，馬可尼的第一個火花隙實驗被認為是電磁兼容的開端被認為是電磁兼容的開端v19201920年左右，有關(guān)抗干擾技術(shù)的文章開始年左右，有關(guān)抗干擾技術(shù)的文章開始出現(xiàn)出現(xiàn)v3030年代，成立年代，成立CISPRCISPR（國際無線電干擾特（國際無線電干擾特別委員會），以保護音頻廣播業(yè)務別委員會），以保護音頻廣播業(yè)務電磁兼容的發(fā)展歷史電磁兼容的發(fā)展歷史v1919世紀世紀4040年代提出了電磁兼容的概念年代提出了電磁兼容的概念v19451945年，美國頒布了世界上第一個軍用標年，美國頒布了世界上第一個軍用標準準JAN-I-22

8、5JAN-I-225（用于控制機載電氣設（用于控制機載電氣設備的電磁干擾）備的電磁干擾）v6060年代以后，世界發(fā)達國家開始研究電磁年代以后，世界發(fā)達國家開始研究電磁兼容的測試儀表和測試技術(shù)，并開始制定兼容的測試儀表和測試技術(shù)，并開始制定系列軍標和民標系列軍標和民標我國電磁兼容的發(fā)展歷史我國電磁兼容的發(fā)展歷史v7070年代以后，我國開始重視電磁兼容問題。起年代以后，我國開始重視電磁兼容問題。起因是海軍軍艦上的電子設備相互干擾，使通信、因是海軍軍艦上的電子設備相互干擾，使通信、探測和導航能力大大下降。探測和導航能力大大下降。v目前為止，已制定了一整套軍用和民用電磁兼目前為止，已制定了一整套軍用和

9、民用電磁兼容標準，但均以國外標準為藍本。容標準，但均以國外標準為藍本。v當前，為了和國際貿(mào)易接軌，中國開始實施當前，為了和國際貿(mào)易接軌，中國開始實施3C3C認證制度。認證制度。為什么要研究電磁兼容為什么要研究電磁兼容v正常運行的電子設備同時向外發(fā)射電磁能量，形成正常運行的電子設備同時向外發(fā)射電磁能量，形成電磁騷擾電磁騷擾v電磁騷擾可能會影響其它設備的正常工作，形成電電磁騷擾可能會影響其它設備的正常工作，形成電磁干擾磁干擾v隨著電子產(chǎn)品應用的增加，電磁環(huán)境日益惡化隨著電子產(chǎn)品應用的增加，電磁環(huán)境日益惡化v電子產(chǎn)品中的電子電路日益復雜，調(diào)試越來越困難電子產(chǎn)品中的電子電路日益復雜，調(diào)試越來越困難v電

10、磁兼容標準強制實施電磁兼容標準強制實施電磁干擾的危害電磁干擾的危害v電磁干擾對設備的危害電磁干擾對設備的危害電磁干擾破壞或降低電子設備的工作性能電磁干擾破壞或降低電子設備的工作性能電磁干擾可以造成災難性后果電磁干擾可以造成災難性后果v強電磁輻射對人體有害強電磁輻射對人體有害電磁干擾的危害舉例電磁干擾的危害舉例（1 1）中波、短波、超短波電磁場感應入導彈的電爆管中）中波、短波、超短波電磁場感應入導彈的電爆管中或其他設備中能引起電爆管引爆、或性能劣化。或其他設備中能引起電爆管引爆、或性能劣化。（2 2）由于各種摩擦力產(chǎn)生的靜電及大功率電磁輻射可能）由于各種摩擦力產(chǎn)生的靜電及大功率電磁輻射可能產(chǎn)生火

11、花，從而導致易燃、易報爆品意外點燃。產(chǎn)生火花，從而導致易燃、易報爆品意外點燃。（3 3）大功率無線電發(fā)射機發(fā)射時，可以使附近通信設備）大功率無線電發(fā)射機發(fā)射時，可以使附近通信設備性能下降或根本無法工作性能下降或根本無法工作。（4 4）工科醫(yī)設備發(fā)射的電磁場干擾附近的電視和廣播）工科醫(yī)設備發(fā)射的電磁場干擾附近的電視和廣播（5 5）雷電電磁脈沖形成的電擊造成電力和通信線路的中）雷電電磁脈沖形成的電擊造成電力和通信線路的中斷及大量的干擾現(xiàn)象。斷及大量的干擾現(xiàn)象。 （6 6）強電電磁輻射可以對生物產(chǎn)生有害影響。）強電電磁輻射可以對生物產(chǎn)生有害影響。收音機和調(diào)光燈共用插座帶來的問題收音機和調(diào)光燈共用插座

12、帶來的問題 現(xiàn)象：收音機收聽調(diào)現(xiàn)象：收音機收聽調(diào)幅波段時會出現(xiàn)幅波段時會出現(xiàn)“喀拉喀拉” 聲，而在收聽調(diào)頻節(jié)目時聲，而在收聽調(diào)頻節(jié)目時沒有；不用交流電時很?。粵]有；不用交流電時很??；干擾聲的大小與燈的亮度干擾聲的大小與燈的亮度有關(guān)；燈關(guān)閉沒有，燈全有關(guān)；燈關(guān)閉沒有，燈全亮很小。亮很小。 原因：出現(xiàn)了脈沖電原因：出現(xiàn)了脈沖電流。流。 電吹風會出現(xiàn)同樣的電吹風會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。飛機受到的電磁干擾（飛機受到的電磁干擾（EMIEMI）公眾照射導出限值公眾照射導出限值 GB 8702-88GB 8702-88 1.1.騷擾源的研究騷擾源的研究2.2.傳輸途徑的研究傳輸途徑的研究3.3.干擾接收器的

13、抗干擾性能研究干擾接收器的抗干擾性能研究4.4.電磁兼容控制技術(shù)的研究電磁兼容控制技術(shù)的研究5.5.測量技術(shù)的研究測量技術(shù)的研究6.6.電磁兼容標準的研究電磁兼容標準的研究7.7.電磁兼容分析、預測與電磁兼容設計電磁兼容分析、預測與電磁兼容設計 研究騷擾產(chǎn)生的機理研究騷擾產(chǎn)生的機理 研究騷擾源的發(fā)射特性研究騷擾源的發(fā)射特性 研究騷擾源發(fā)射的抑制技術(shù)研究騷擾源發(fā)射的抑制技術(shù) 導線傳導導線傳導 指通過一個或多個導體（如：電源線、信號線、控制指通過一個或多個導體（如：電源線、信號線、控制線或其他金屬體）傳播電磁噪聲能量的過程。從廣義線或其他金屬體）傳播電磁噪聲能量的過程。從廣義上說，傳導發(fā)射還包括不

14、同設備、不同電路使用公共上說，傳導發(fā)射還包括不同設備、不同電路使用公共地線或公共電源線所產(chǎn)生的公共阻抗耦合。地線或公共電源線所產(chǎn)生的公共阻抗耦合。 空間輻射空間輻射 指以電磁波的形式通過空間傳播電磁噪聲能量的過程。指以電磁波的形式通過空間傳播電磁噪聲能量的過程。輻射發(fā)射有時也將感應現(xiàn)象包括在內(nèi)。具體包括電場輻射發(fā)射有時也將感應現(xiàn)象包括在內(nèi)。具體包括電場耦合（容性耦合）、磁場耦合（感性耦合）以及電磁耦合（容性耦合）、磁場耦合（感性耦合）以及電磁耦合。耦合。 研究干擾接收器對干擾的響應研究干擾接收器對干擾的響應 研究干擾接收器的抗干擾能力研究干擾接收器的抗干擾能力接受器的規(guī)模根據(jù)研究層次的不同，可

15、以接受器的規(guī)模根據(jù)研究層次的不同，可以是系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設備、印刷電路板和各種元是系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設備、印刷電路板和各種元器件。器件。 屏蔽屏蔽主要用于切斷通過空間輻射的干擾的傳播途徑。主要用于切斷通過空間輻射的干擾的傳播途徑。分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽 濾波濾波主要用來抑制沿導線傳輸?shù)膫鲗Ц蓴_，包括對共主要用來抑制沿導線傳輸?shù)膫鲗Ц蓴_，包括對共模、差模干擾和浪涌的濾波模、差模干擾和浪涌的濾波 接地接地提供設備的保護地以及干擾的泄放通道提供設備的保護地以及干擾的泄放通道 屏蔽、濾波和接地主要是用來切屏蔽、濾波和接地主要是用來切斷干擾的傳播途徑。實際電磁兼容控斷

16、干擾的傳播途徑。實際電磁兼容控制技術(shù)還包括對干擾源發(fā)射的抑制和制技術(shù)還包括對干擾源發(fā)射的抑制和對接受器抗干擾能力的提高。對接受器抗干擾能力的提高。 測量方法的研究測量方法的研究包括騷擾源的發(fā)射特性的測量和接受器敏感度的包括騷擾源的發(fā)射特性的測量和接受器敏感度的測量方法測量方法 測量儀器設備的研究測量儀器設備的研究電磁兼容測量的專用儀器，由于測量的是寬帶干電磁兼容測量的專用儀器，由于測量的是寬帶干擾，所以往往具有良好的脈沖響應擾，所以往往具有良好的脈沖響應 測量場所的研究測量場所的研究開闊場，屏蔽室，半電波暗室，全電波暗室，開闊場，屏蔽室，半電波暗室，全電波暗室，TEM Cell, GTEM T

17、ell, TEM Cell, GTEM Tell, 混響室混響室 傳導發(fā)射和傳導抗擾度（射頻場感應的傳導抗傳導發(fā)射和傳導抗擾度（射頻場感應的傳導抗擾度）擾度） 傳導干擾主要指的是通過電源線、控制線和信號線和傳導干擾主要指的是通過電源線、控制線和信號線和其他金屬體傳輸?shù)墓材８蓴_和差模干擾，以及不同設其他金屬體傳輸?shù)墓材８蓴_和差模干擾，以及不同設備使用公共電源和公共地線所產(chǎn)生的共阻抗干擾。備使用公共電源和公共地線所產(chǎn)生的共阻抗干擾。 輻射發(fā)射和輻射抗擾度輻射發(fā)射和輻射抗擾度 主要指線與線，機殼與機殼，天線與天線和場與導線、主要指線與線，機殼與機殼，天線與天線和場與導線、機殼、天線間的耦合問題。機殼

18、、天線間的耦合問題。 標準規(guī)定了測量限值標準規(guī)定了測量限值 電子設備必須符合標準要求是電子設備達到電磁電子設備必須符合標準要求是電子設備達到電磁兼容性的先決條件，因此，制定和執(zhí)行標準本身兼容性的先決條件，因此，制定和執(zhí)行標準本身也是解決電磁兼容問題的一個重要措施。也是解決電磁兼容問題的一個重要措施。 標準規(guī)定了測量方法標準規(guī)定了測量方法 由于大部分干擾具有脈沖性質(zhì)，因此，采用不同由于大部分干擾具有脈沖性質(zhì)，因此，采用不同的測量方法和測量設備將導致不同的測量結(jié)果，的測量方法和測量設備將導致不同的測量結(jié)果，因此，為了使測量結(jié)果有可比性，標準中必須具因此，為了使測量結(jié)果有可比性，標準中必須具體規(guī)定每項測量的具體的測量方法以及對測量儀體規(guī)定每項測量的具體的測量方法以及對測量儀器和測量場地的要求。器和測量場地的要求。數(shù)學模型數(shù)學模型 包括根據(jù)實際電路、