第一篇：变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题要点
变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题 黄 海1, 张 辉2, 华 栋3(1.海口威特电气有限公司, 海口市,570311;2.广东工业大学, 广州市,510090;3.华南理工大学, 广州市,510641 [摘 要] 变电站是一二次设备最集中的场所, 系统运行方式的改变, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次电缆间 的电磁耦合都会对二次回路产生干扰, 特别是引进微机监控和保护设备后, 电磁干扰问题更不容忽视。海南省几个变电站改造, 采用在互感器原、副绕组间装设屏蔽层, 加装浪涌吸收器, 采用多层电缆并将电缆外皮多点接地, 以及对控制室信号线和计算机室进行屏蔽等抗电磁干扰措施后, 收到了良好的效果。
[关键词] 变电站 电磁干扰 电磁兼容性
中图分类号:TM15 文献标识码:B 文章编号:1000-7229(2002 02-0032-02 Problems of Electromagnetic Interference and Compatibility Substations Huang Hai 1 , Zhang Hui 2 , Hua Dong 3(1.Haikou Weite Electrical Co.Ltd., Haikou , 570311;2., 510090;3.South China University of Science and , , [Abstract] The substation is the place and is concentrated mostly.So change of oper 2ation mode of the system , action of thunder current and electromagnetic coupling
between the sec 2ondary cables will on circuit , especially after introduction of the microcomputer control and protection the the interference can not be ignored.For retrofitting several substations in Hainan province the shielding is placed between the primary and secondary windings of the mutual inductor ,the surge absorber is equipped , multiple layer cable is adopted with multiple ground points outside the cable sheath ,the interference.The above mea 2sures have obtained achievement.[K eyw ords] substation;electromagnetic interference;electromagnetic compatibi 1ity
电磁干扰是环境污染的一种形式, 为了改善我
们周围的环境, 就需要对电磁干扰作深入研究, 确定电磁干扰的来源、研究电磁干扰的规律, 从而有效的防止或减小电磁干扰的影响。
变电站在电力系统中, 是一次设备和二次设备最集中的场所。系统运行方式的变化, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次回路电缆间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰。因此, 变电站是电力系统电磁干扰和电磁兼容性问题的主要研究对象。
目前, 海南省南石、洋水、屯昌等变电站正进行改造, 引进了多台微机监控和保护设备, 为实现变电站的综合自动化, 提供了自动化和智能化的手段。然而, 伴随着二次系统向数字化、集成化和高速化方向发展的同时, 其工作电压已降为0～5V , 信号电压小, 工作频带宽, 且与一次系统干扰源同频段, 使
其对外界干扰的敏感度远大于传统的控制设备。同时, 微机监控系统、微机保护和自动化装置, 经通信线及各种电缆与一次电气系统和其他变电站相连, 使它们极易受到干扰。因此, 在变电站设计中, 应采用合理的措施避免、减少和抑制电磁干扰。变电站中的主要电磁干扰源
变电站中一次回路的任何暂态过程都会通过不同的耦合途径传入二次回路形成电磁干扰, 二次回路本身也会产生干扰。二次回路中的设备, 主要包括继电保护、控制、信号、通信和监测等仪器仪表, 它们都属于弱电装置, 耐压能力与抗干扰能力较弱。因此, 不加防范就会干扰二次设备的正常工作, 严重时会造成二次设备绝缘击穿损坏, 形成永久性故障。下面主要论述变电站中的电磁干扰源及其特性。
收稿日期:2001-09-11 ・
23・第23卷 第2期
2002年2月 电 力 建 设
V ol.23 N o.2Feb ,200
21.1 谐波的干扰
电力系统是由电感、电阻和电容组成的网络, 在一定的参数配合下可能对某些频率产生谐振, 出现过电压和过电流。由于变压器铁芯的非线性, 高次谐波电流会使电源电压波形畸变, 电源的高次谐波电压通过电容耦合, 会在二次设备上产生高次谐波感应电压和感应电流。当此电压和电流值超过某一数值时, 就会造成二次设备误动或毁坏。1.2 开关操作引起的干扰
开关操作引起的干扰是变电站微机综合自动化系统所受到的最主要的电磁干扰。当线路或变压器发生短路故障时, 开关(断路器 要做出跳闸动作, 此时, 在开关
动、静触头间将发生开断、电弧重燃的反复过程, 在此过程中将感应出很高的脉冲电压和高频振荡电流。当振荡电流和脉冲电压与微机监控系统中要处理的开关量和脉冲量同频段时, 将使监控和保护等二次系统受到影响, 尤其对高速运行和传递数字逻辑信号的微机、计算机干扰更为严重。1.3 雷击干扰
当雷电击中变电站后, 入地网, 使接地点电位大大升高电位将随之升高, , 形成过电压,。对于二次电缆来说, 由于电缆外皮两端与接地网相连, 当有雷电流流过地网时, 会在电缆两端产生电位差, 电流将流过二次电缆的外皮, 在二次电缆的芯线上感应出感应电势, 叠加在信号上造成干扰。综合自动化变电站中有大量的数字集成电路装置, 如远动RT U 装置、微机保护装置和微机故障录波装置等。这些装置的电源工作电压一般为±5V , 对雷击干扰尤为敏感。如RT U 装置, 它是由微机处理器和计算机接口电路等构成, 当雷电流通过电力电缆、户外二次电缆、交流工作电源等进入RT U 主机时, 会在RT U 的外壳与大地之间产生一个瞬时达到几kV 的高电压, 该高电压将直接危害着RT U 装置的运行安全, 甚至会导致设备损坏。1.4 二次回路自身的干扰二次回路自身的干扰主要是通过电磁感应而产生的。到目前为止, 我国变电站综合自动化设备的数字集成电路装置, 很多是采用单片机系统来实现的, 单片机系统中的印刷电路板(PC B 上的器件均是由直流电源供电。而直流回路中有许多大电感线圈, 在直流回路进行开关操作时, 线圈两端将出现过
电压, 它会在二次回路设备上感应出不利于二次设
备正常工作的感应电压和感应电流, 对PC B 上的器件造成干扰, 从而干扰单片机系统的正常工作。变电站中的电磁兼容性问题 2.l 抑制二次干扰的措施
变电站中存在如此多的电磁干扰源, 且对二次回路有诸多的不利影响, 因此, 在变电站设计中, 应采取有效措施防止和减少电磁干扰, 即考虑变电站的电磁兼容性。
对变电站二次干扰的主要防护措施有以下3个方面:隔离、滤波和屏蔽。2.1.1 隔离措施在变电站中, 二次设备的交流回路通常与互感器相连, 共模干扰电压通过互感器原、副绕组间的耦合电容进入二次设备,。若在互感器的原、, 且屏蔽层与铁芯, , 防止或减少了对二次设, 采取隔离措施后可降低干扰%～45%。2.1.2 滤波措施
所谓滤波措施即是将滤波电容器与非线性的电阻元件并联组成浪涌吸收器, 以抑制共模和差模干扰。不同的非线性元件具有不同的特性, 设计时可根据具体需要选用。2.1.3 屏蔽措施
对于静电屏蔽, 可采用尽量减小外皮的接地阻抗, 外皮接地点尽量靠近被保护的二次设备, 适当增加电缆接地点, 减小高压母线与电缆之间的静电耦合。对于低频干扰, 可将电缆的屏蔽层两端接地, 且接地越良好, 屏蔽效果越明显。对于高频干扰, 应采用多层屏蔽电缆, 通过屏蔽层与介质分界面上的折反射及在屏蔽层中形成的涡流来减弱干扰能量，从而有效地抑制高频干扰的侵入。2.2 计算机等弱电设备的抗干扰措施 变电站内计算机等弱电设备属于敏感设备, 开关、刀闸、变压器、静止无功补偿设备、调相机、母线等干扰源都可通过PT、CT 干扰计算机等设备。采取的主要措施是对控制室的信号线和计算机室进行屏蔽。其次是将计算机等弱电设备接地, 将部分干扰信号, 如雷电流、短路电流和瞬态噪声等泄入大地, 达到保护设备的目的。
(责任编辑:李连成 ・
33・第2期变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题
第二篇：手机电磁兼容问题与解决
手机电磁兼容问题与解决
本文针对手机电磁兼容测试中经常出现的问题，包括静电放电抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、辐射骚扰及传导骚扰性能测试中经常发现的问题进行了分析，并提出了相应的改善手机电磁兼容性能的建议。
静电放电抗扰度试验
1.1静电放电抗扰度试验常见问题
静电放电抗扰度测试中出现的问题主要表现在以下几个方面。
(1)手机通话中断。
(2)静电放电导致手机部分功能失效，但静电放电过程结束后或者重新启动手机之后失效的功能可以恢复。这些现象可能为：
屏幕显示异常，如屏幕显示呈白色、出现条纹、显示出现乱码、显示模糊等等;
通话效果出现问题，如啸叫声或者声音消失;
按键功能或者触摸屏功能丧失;
软件出现误告警，如在并没有出现插拔充电器的情况下频繁提示“充电已连接、充电器已移除”。
(3)手机自动关机或者重新启动现象。这个问题既可能发生在通话过程中，也可能发生在待机过程中。
(4)静电放电导致手机失效或损坏。
由于部分器件损坏，手机的一些功能在重新启动后仍无法恢复，如摄像头功能;
自动关机后无法再次开机的情况;
与充电器相连接的情况下进行测试时，充电器也可能出现失效、损坏甚至爆炸等问题。
1.2静电放电问题的具体分析
(1)通话中断：造成通话中断的主要原因是静电放电对手机内部的射频电路和/或基带电路造成影响，造成了通信信噪比的下降，信号同步出现问题，从而造成通话中断。
结构设计不合理也可能导致通话中断。静电放电试验中需要使用较大面积的金属材质的水平耦合板，手机与水平耦合板之间仅放置一个厚度为0.5 mm的绝缘垫。当天线或者大面积的金属部件距离这个水平耦合板距离过近时，可能产生相互耦合，导致移动电话机实际能达到的灵敏度大大下降，进行静电试验时通话更容易中断，严重时即使不施加静电干扰移动电话机都无法保持通话。
(2)自动关机或重启：基带电路的复位电路受到静电的干扰导致手机误关机或重启。
(3)手机失效或损坏：静电放电过程中高电压和高电流导致器件的热失效或者绝缘击穿。也可能受到静电放电过程中的强电磁场影响导致器件暂时失效。
(4)软件故障：静电干扰信号被当作有用信号被处理，导致操作系统误响应。
1.3静电放电问题的改进建议
(1)在设计方案上考虑静电放电问题
尽量选择静电敏感度等级高的器件;
器件与静电源隔离;
减少回路面积(面积越大，所包含的场流量越大，其感应电流越大)。具体的措施可能包括：走线越短越好;电源与地越接近越好;存在多组电源和地时，以格子方式连接;太长的信号线或电源线必须与地线交错布置;信号线越靠近地线越好;所有的组件越近越好;同一特性器件越近越好;
接地平面设计：尽量在PCB上使用完整的地平面;PCB接地面积越大越好;不要有大的缺口;
PCB的接地线需要低阻抗且要有良好的隔离;
电源、地布局在板中间比在四周好;
在电源和地之间放置高频旁路电容;
保护静电敏感的元器件。
(2)出现静电问题后的整改建议针对上述静电放电问题，需要采取以下步骤进行整改。
a)尝试直接放电和间接放电、空气放电和接触放电，确认耦合路径;
b)从不同方向放电，观察现象有何不同，确定所有的放电点和放电路径;
c)从低到高，在不同电压下进行试验，确定手机在哪个电压范围内出现不合格现象;
d)多试验几台样机，分析共性，确认失效原因;
e)根据耦合路径、不合格现象、放电路径，判断相关的敏感器件;
f)针对敏感器件制订解决方案;
g)通过试验验证、修正解决方案。整改中具体可采用以下措施。
对于机壳缝隙、按键、FPCB的问题可用介质隔离的方式来处理;
对于摄像头、麦克风、听筒等问题可以通过介质隔离、加强接地等方式来处理;
具有屏蔽壳的芯片可以通过加强屏蔽效果、屏蔽壳加强接地的方式来处理;
对于接口电路、关键芯片的引脚，要通过使用保护器件(如TVS管，ESD防护器件)来加以保护;·对于软件的故障，可以通过增加一些逻辑判断来正确检测和处理告警信息的方式来改善。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
2.1电快速瞬变脉冲群抗扰度试验概述
电快速瞬变脉冲群产生的原理如下：当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种瞬态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。
该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。试验脉冲的特点是：瞬变脉冲上升时间短、重复出现、能量低。该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电，当结电容上的能量累积到一定程度，便会引起手机的误操作。具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。
2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度试验常见问题分析
电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机，导致主板电路上有过大的噪声电压。当单独对火线或零线注入时，尽管是采取的对地的共模方式注入，但在火线和零线之间存在差模干扰，这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。当同时对火线和零线注入时，存在着共模干扰，但对充电器的输出影响并不大。造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的，具体表现为以下几方面。
前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能，没有添加相关的滤波元器件，PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离，主板接地设计也不符合规范，另外关键元器件的也没有采取屏蔽保护措施等;
生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件，导致测试过程中器件老化或者器件失效，从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰;
在整机生产组装过程中，加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好，个别送检手机存在质量问题;
检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改，可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。
2.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的改进建议
针对电快速脉冲群干扰试验出现的问题，主要可以采取滤波及吸收的办法来实现对电快速瞬变脉冲的抑制。
(1)在手机设计初期就应重点考虑抑制电快速瞬变脉冲群干扰设计。
在PCB层电源输入位置要做好滤波，通常采用的是大小电容组合，根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号，尽量采用表面封装;
尽量减小PCB的地线公共阻抗值;
PCB布局尽量使干扰源远离敏感电路;
PCB的各类走线要尽量短;
减小环路面积;
在综合布线时要注意强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离。综合布线是系统很重要的一个设计组成部分，一个糟糕的综合布线格局很可能断送一个设计精良的PCB的稳定性;
关键敏感芯片需要屏蔽;
软件上应正确检测和处理告警信息，及时恢复产品的状态。
(2)元器件的选择上应使用质量可靠的芯片，最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验，质量可靠的充电器、数据线及电池的选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力;
(3)厂家在组装生产环节中应严把质量关，做好生产工艺流程控制，尽量保证产品质量的一致性，减少因个别手机质量问题带来的测试不合格现象;
(4)EFT测试过程中如出现问题，可采用在充电器增加磁环或者电快速瞬变脉冲群滤波器的方法进行整改，选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好。采用加TVS管的整改方法作用有限;
(5)根据最新GB/T 17626.4-2008标准要求，重复频率将增加100 kHz选项，将会比5 kHz更为严酷，厂家应及早重视进行相关的电快速瞬变脉冲群测试防护工作。
3辐射骚扰及传导骚扰
3.1辐射骚扰、传导骚扰相关问题的具体情况
辐射骚扰测试主要在30 MHz-100 MHz和200 MHz-900 MHz频率范围内容易不合格，传导骚扰则体现在5 MHz-30 MHz频段范围内容易不合格。
3.2辐射骚扰传导骚扰相关问题分析
辐射骚扰与传导骚扰测试，是在使用充电器为手机充电，同时手机保持通信状态以及最大发射功率情况下，进行的电磁兼容测试。测试的结果是手机与充电器联合工作的情况下的测试结果。不合格的原因可能是充电器造成的，也可能是手机本身造成的，也可能是手机与充电器联合工作时兼容性不好而不合格。
产生问题的原因可能有以下几个方面。
充电器和手机在最初的设计阶段没有充分的考虑电磁兼容性能;
在设计时，没有针对辐射骚扰和传导骚扰的电磁兼容性进行设计并采取相应的对策;
充电器和手机选用的元器件的电磁兼容性不好或质量达不到要求;
手机在选用充电器时，没有充分考虑手机和充电器间的电磁兼容性及手机和充电器的匹配性，手机是非线性负载，在振铃及通话时，如果电池电量不足而进行充电时，耗费的能量很大，会有很大的冲击电流，这样如果选用的充电器不匹配或输出电流过小，测试过程中会造成充电器满负荷工作或超负荷工作而产生电磁兼容问题，更严重甚至会产生安全问题。另外如果充电不正常，也会造成手机器件不正常工作而产生电磁兼容问题。充电器和手机间的相互干扰也会造成测试结果超标;
在进行测试前，手机和充电器没有配合进行电磁兼容预测试，充电器有可能单独使用负载做了电磁兼容测试，测试的结果不能反应与手机共同测试的结果。3.3辐射骚扰传导骚扰相关问题的改进建议
(1)在设计阶段要充分考虑电磁兼容特性，合理考虑电路板的接地设计，应保持接地环路尽量小，使用网格接地，信号线或电源线尽量与地线靠近。设计过程中，对充电器和手机的充电端口采取滤波措施，对辐射发射敏感元器件采取屏蔽措施，增加屏蔽罩。
(2)选择质量好，电磁兼容特性好的元器件。
(3)优化器件的位置、布局和布线。器件布局一直按照功能和器件类型来对元器件进行分组，例如，对既存在模拟电路、又存在数字器件的电路板，可将器件按工作电压、频率进行分组布局;对给定的产品系列或电源电压，可按功能对器件进行分组。器件分组布局完毕后，必须根据元器件组电源电压的差别，将电源层布置在各器件组的下方。如果有多层地，那么就必须把数字地层紧贴数字电源层，模拟地紧贴模拟电源层，模拟地和数字地要有一个共地点。通常，电路中存在A/D 或D/A器件，这些转换器件同时由模拟和数字电源供电，因此要将转换器放置在模拟电源和数字电源之间。如果数字地和模拟地是分开的，它们将在转换器汇合。当电路板按照器件系列和电源电压分组时，组内信号的传送不能跨越另外的器件组，如果信号跨过界限，就不能与其回流路径紧密耦合，这样会增大电路的环路面积，从而使电感增加，电容减小，进而导致共模和差模干扰的增加。电路板设计过程中要避免出现各种隔离带。虽然相距很近的一排通孔并不违反设计规则，但是，在电源层和地层上过多的通孔有时相当于开出一条隔离带，要避免在该区域内布线，例如，一个3 ns的信号回路如果偏离其信号源路径0.40英寸，则过冲/欠冲和感生串扰会大增，足以使电路工作出现异常，并同时增加差模和共模干扰。
(4)充分考虑充电器与手机的兼容性和匹配性。充电器的输出电流应大于手机的峰值电流。在选择匹配的充电器前，应使用相应的充电器配合手机进行辐射骚扰和传导骚扰预测试，验证两者间的电磁兼容特性，选择电磁兼容特性好的充电器。
(5)后期整改措施
对测试结果进行分析，听取电磁兼容测试工程师的建议。对于辐射骚扰测试，通过试验确认是充电器对测试结果的影响大还是手机的影响大。一般如果是低频超出限值，则是充电器的影响大些，如果是高频则可能手机的影响大;传导骚扰测试也要确认哪个影响是主要因素。
如果充电器的影响为主要因素，首先确认充电器的各个器件是否正常工作;如果是某个器件有问题，先更换相应的器件后再进行测试。增加滤波电容或改进相应的滤波电路，对辐射骚扰和传导骚扰都会有改进。
如果确认是手机的问题，确定超出频率的来源，对相应的器件进行屏蔽处理：加强屏蔽特性;改进屏蔽的接地;增加相应的滤波电容或对滤波电路进行调整;改进相应的匹配电路减少谐波或混频干扰;加强手机的充电电路的滤波和接地，等等。
使用好的充电线缆，建议使用两端都能接地的屏蔽线缆。
在手机侧或充电器侧加铁氧体磁环，对于辐射骚扰可能会有一定的改进，对于传导骚扰有时影响不大，要根据测试的频率，选择磁环的相应频率。
综上所述，对于辐射骚扰和传导骚扰，应把握以下原则：
a)注重设计阶段的电磁兼容设计;
b)注重充电器和手机的匹配;
c)选择优良的元器件。
结论
手机的电磁兼容性能直接关系到手机的各个性能，保证手机的电磁兼容性能是保证手机质量的一个重要环节，因此手机的电磁兼容测试及设计不容忽视。
第三篇：车载天线系统的电磁兼容问题
车载天线系统的电磁兼容问题
(摘要： 本文采用矩量法和微波网络理论相结台的方法分析了车载多天线系统的电磁兼容问题该方法先将天线系统等效为微波网络，然后采用矩量法求解该等效网络的导纳矩阵Y，利用该导纳矩阵就可求得天线问的耦台度文中也对发射功率较大的天线的近场分布进行了分析．
关键词： 电磁兼容；矩量法；网络；耦台度；近场
随着电子技术、通信技术的快速发展，越来越多的电子设备被集成在一个系统中，同时，一个电子系统可能需要几副甚至十几副工作在不同波段的天线来接收或发射电子信号，倒如一架飞机或一艘军舰上会装载各种各样的完成不同功能的电子设备丑其天线同一系统中不同天线的近场耦合很馒，严重干扰了各收发电台的正常工作，周此怎样预估及避免这种干扰，对于通信设备的正常工作关重要另外 当天线发射功率很大时，其周围的电子设备也会受到很强的干扰 而无法 正常工作．因此天线近场的预估也是电磁兼容的一十重要问题． 对于天线特别是线天线的分析计 算主要以矩量法(MOM)为主，文献[】，2]对矩量法做了十分详尽的论述．对于耦台度的求解 文献[3 采用近似公式法，得到较好结果，但只适合于半渡振子之间的耦台；另外还从矩量法求解天线时生成的导纳矩阵中取出两天线馈电段的自导纳和互导纳来计算天线问的耦台度，而两天线间的耦合不仅与导纳矩阵有关，还受天线的馈电方式以及匹配网络的影响因此这些方；击都存在一定的局限性．本文在前人工作的基础上 采用矩量法和微渡网络
理论相结合的方法，对一复杂车体上的多个天线问的耦合度进行了_十算，并得到大功率发射天线的近场分布，为多天线系统的电磁兼容问题的分析做了十分有意义的尝试 2 理论分析及矩量法建模
对于安装在车辆、飞机等上的线天线多涉及线面连接问题．常用的处理方法是将车体或飞机体用封闭的金属导体面近似，并在导体面上采用磁场积分方程来求解电流分布，在导线上采用电场积分方程来求解，而对于线面相连接的区域比较复杂，其积分域包括直线段和导体面，需要采用电场积分方程和磁场积分方程相结台来求解 ’采用矩量法进行求解时，首先将线天线分成若干段，将导体面剖分为若干个面元f矩形面元或三角形面元等)；然后选用合适的基函数，井将线上电流J¨)和面上电流，(rj分别展开成这些基函数的叠加在线上本文采用的的展开函数为正弦插值基幽数
If)=A + sinknl —)十 cosk0(f—f)If一‘l≤ ／2(1】
式中的f．为第i段的中心位置，△．为第i段的长度三个待定 参数 ．B． C 中的两个可通过线段两端的电流和电荷连续 性条件确定 另外一个参数通过矩量法求解．对于面元上的电流，为简化计算 采用脉冲基函数展开如下 土
= [J·，1，(rj)+(‘)](，)t2)式中 为第 个面元的中心位置．；．(0)和(01是面元上
处的两个相互正交的单位切向矢量，(，)为脉冲基函数，当，在第 个面元上时(，)=1，否则，(，)=0，参数JI 和J2y分别为第 个面元上在t 【)和t()方向上的表面电流密度，它们也通过矩量法求解 在天线和导体面相连接处的电流分布比较复杂，需要进行特殊处理．文献[5～7 中都对线面连接的问题进行r分析，图1 线面相连处的结构示意罔
其中文献[5]采用圆形连接段来处理此类问韪，但它要求圆面半径O．2^的条件．当天线架设位置离导体面边缘时很近时该条件往往无法满足，文献 6，7]中介绍的矩形连接段可以克服这一困难如图l示，取线面连接点周围的四个矩形面的区域进行单独处理为保证线面相连区域电流的连续性，ABCD面上电流须满足如下条件 v ’Js(，Y)=^(，)+『n(、y)(3)式中，)为二维 函数，v s为面散度，(，Y)是在ABCD区域上连续的函数，n是绒面连接处的电流．对式(3)的求解方法有很多，本文处理方法与文献E6]相类似．图2 发射大线和接收天线系统示意罔及其等效同络将上述电『癍展开并代人电场或磁场积分方程中，并采用点选配的方法进行检验，就得到了一个矩辟方程，求解该矩阵方程就可得到线上和面上的电流展开系数，进而可得到天线上和面上的电流、周围的近场、天线输^阻抗和远场方向图等参数．对于多天线同的耦合度可通过多端口微渡网络的方法来确定以三个天线为例．如图2示，假定天线I为发射天线，天线2和天线3为接收天线，可将三天线组成的系统等效为三端口微波网络；然后利用导纳矩阵元素求解方法 就可得到三端口网络的导纳矩阵已知三端口网络的导纳矩阵后，利用矩阵参数就可求得任意两个天线问的耦合度 例如天线I和天线2之间的耦台度为式中
．为天线1的输八功率； 2为天线2的接收功率； 2 为天线2的负载导纳；．为端口I的输^导纳，也就是图2所示的 线l的输人导纳 3 算法验证
本文算法主要涉及天线同的耦合度的计算问题，F面对本文算法进行验证表1分别给出 工作在300MHz的两个半波振子之间的耦台度以及工作在400NHz的两个半波对称振子之间的耦台度在不同间距上的计算值，同时给出利用文献l3：的近场耦合的近似公式求得的值计算中，取振子半径为Imrn，假定接收天线负载阻抗为50~hra由表中结果所示，本文计算值与近似公式的值吻合很好，而本文的结果为数值建模计算结果，具有更高的精确性同时，文献[3]公式只适合于计算半波振子天线，而且间距要大于等于一个波长，而本文算法适合于任意线天线间在任意间距上的耦合度计算，具有更广泛的适应眭通过这两个典型例子的计算和分析，充分说明了丰文算法是可行的，可以推广到分析实际工程的问韪中．表1 本文计算的天线耦台度与文献[3]计算结果的此较(单位：dB4 车载多天线间的耦台度及近场的计算结果和分析实际工程中天线相互同的电磁耦合干扰问韪往往是很复杂的 图3给出丁一个某通信车辆经过工程近似(忽略与波长相比很小的金属体，整个车体为封闭导体)后的示意图．车上放置多副HF天线、vHF天线和EHF天线，其中有接收天线也有发射天线，而且天线的工作频段相近，甚至部分频段相重合+由j一这么多的天线安装在车体这样相对很小的载体上，各天线之间的耦合干扰十分严重，必须对各天线同的耦合度进行分析按照前面所述的方法，对包括车体和天线在内的整个系统进行了建模计算计算中将整个车体划分为1735个矩形或三角形面元，离天线较近区域和车体边缘区域感应电流变化剧烈，其划分较细，离天线较远处例如车底平面划分较粗，并将所有天线总共划分为101段
4．1 天线间的耦台度分析
如图3所示，车体上有两副工作在2—30MHz的H}天线，分别发射和接收信号；两副 I作在30～88MHz的VHF天线，一副UHF天线由频带范围可 看出，HF发射天线的谐波会落到VHF接收无线的频带内而对其产生干扰；HF和VHF的谐波会落到UHF天线的频带内而对其产生于扰；另外还有其它形式的相互干扰因此 需要对各种干扰状况进行预估分析，主要是求解其相互间的耦台度 HF天线2(HF天线2被固定在车尾的后箱壁上，与车体不相连，中馈天线)和v吁天线I为例．分别考虑H}天线2的二次和三次谐渡对v吁天线I的干扰，经计算可得其耦台度表2 ttF天线2在二次谐波点上与VHI,天线1之间的耦台度表HF二次谐波(Ml)30 驺 36 39 42 45 48 51 57 60 耦台度(dB)一I4 7 —14 8 一I5 6 —18 6 —23，—30 0 —2]4 —26．0 —26 4 —26 6 —25 8 表3 HI,天线2在三次谐波点上与vHF天线1之间的耦台度表 HF三次谐波(MHz)30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 耦台度(dB)一14 7 —14．8 —15 6 —18 6 —23 7 —30 0 一l27 4 —26 0 —26 4 ～26 6 HF三次谐波(MHz)60 63 66 69 72 75 78 81 88 耦台度(dB)一25 8 —25 5 —23 5 —23．4 —21 0 —23 3 —25 5 —28 0 ～32 3 表2和表3分别给出厂HF天线2的二次和三次谐波点上HF天线2和VHF天线1之间的耦台度．由表可见，HF天线2二次谐渡对VHF天线1在60MHz 下形成于扰，HI"天线2的三次谐波对VHF天线I全波段于扰．耦台度最高选一14 7dB，最低也有一32 3dB、可见二者之问的耦台是相当强的当两天线同时工作13I、假设HF天线2为大功率发射天线而VHF天线1为接收天线．当VHF天线1工作频 刚好落在HF天线2谐波 附近时必将产生相当大的干扰，严重影响VHF天线1的接收性能，因此必须对此问题加 解决实际中首先要提高HF天线2的发射机抑制谐波的能力．使其谐波发射电平尽量小．另外也可 对两天线的工作频率等进行合理安排． 避免干扰．另外对其他天线之间的干扰及更高敞喈波的干扰情况电进行了计算分析．4．2 天线的近场分布图4和图5分别给出了HF天线2和Ⅵ 天线I在30MHz发射时，周围3O米范围内的 =0面h切向电场分布图计算中假定两无线在30MHz时的输八驻波比为3 0．天线系统辐射效率为80％，HF天线2发射功率为125W．VHF天线1发射功率为65w 罔3 车体及天线系统的 意罔巨4 HF犬线2住30MHz时 =0 暗l上切向场分布【刳从场强分布圈可清楚的看出车体t天线)附近的电场较大．离车体越远，电场越小；中同黑色K方形即为车体模型底平面，其上的切向电场为零：HF天线2位于车尾左删(图中右下方)．与车不相连．受车后平面遮挡 则天线附近<0．y<0处电场应较大．计算结果也证明了这一点；同理vHF天线1位于图中车顶平面上侧．受车体影响．其上侧电场应大于下侧电场，与计算结果相符；同时由图可看出 由于'~TIF天线1放在车顶有限地面上．其电场H面近场等值钱分布不再足同心圆．而ttF天线2受车后平面影响．其H面电场等值线分布也变化较大．由图可见发射天线周围的电场很大．发射天线周围蚓5 YHr天线I在31)MHz时 =0靠卜印向场分布图空间中的其他电子设备如通信设备、电子控制设备等要安装在合适的位置． 减少所受影响：对于较脆弱的设备和元件应该采用加屏蔽等措施进行保护．以免因电场较强烧坏元件而导致意外事故，另外对I作人员也应采取适当的保护措施． 5 结论
对r车载，舰船和 机等大型多天线系统．其电磁现象复杂．相互同的干扰严重．但由于模型复杂．其精确模拟相当复杂．而且受软件硬件的约束也很大国外对于这种大型系统的电磁兼容的计算分析已经很成熟．国内的研究相对较少本文第4 期 纪奕才：车载金天线系统的电磁兼容问题分析以一个复杂的车载多天线系统为例，采用矩量法与厨络理论相结合的方法，对天线间的耦合度进行了分析，并求出了大功率发射天线周围的场分布，以便预估天线间的相互干扰和对周围电子设备的潜在干扰．本文采用的模型复杂．电磁干扰现象严重，这样的模型更接近于实际工程中的问题．因此，本文的方法和实践对于实际工程中通信系统的电磁兼容问题的有效计算和预估有着十分重要的意义．
第四篇：电磁干扰标准清单目录
标准号 标准名称 对应国际/国外标准 基 础 类 标 准
GB/T 4365-1995 电磁兼容术语
GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T 15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB/T 4365 1995 电磁兼容术语 IEC 50(161)1990 GB/T 6113.1 1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 CISPR16 1 1993 GB/T 6113.2 1998 无线电干扰和抗扰度测量方法 CISPR16 2 1993 GB 3907 83* 工业无线电干扰基本测量方法 CISPR16 1977 GB 4859 84* 电气设备的抗干扰特性基本测量方法 GB/T 15658 1995 城市无线电噪声测量方法
GB/T 17624.1 1998 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 IEC 61000 1 1 GB 17625.1 1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）IEC 61000 3 2 GB 17625.2 1999 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制 IEC 61000 3 3 GB/T 17626.1 1998 抗扰性测试综述 IEC 61000 4 1 GB/T 17626.2 1998 静电放电抗扰性试验 IEC 61000 4 2 GB/T 17626.3 1998 辐射（射频）电磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 3 GB/T 17626.4 1998 快速瞬变电脉冲群抗扰性试验 IEC 61000 4 4 GB/T 17626.5 1998 浪涌（冲击）抗扰性试验 IEC 61000 4 5 GB/T 17626.6 1998 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验 IEC 61000 4 6 GB/T 17626.7 1998 供电系统及所联设备的谐波和中间谐波的测量仪器通用导则 IEC 61000 4 7 GB/T 17626.8 1998 工频磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 8 GB/T 17626.9 1998 脉冲磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 9 GB/T 17626.10 1998 衰减振荡磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 10 GB/T 17626.11 1999 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰性试验 IEC 61000 4 11 GB/T 17626.12 1998 振荡波抗扰性试验 IEC 61000 4 12 GB/T4365-1995 电磁兼容术语（eq．IEC60050：1990）GB/T4859-1984 电气设备的抗干扰特性基本测量方法
GB/T6113.1-1995 无线电骚扰和抗扰度测量设备规范（eqv．CISPR16－l：1993）GB/T6113.2-1998 无线电骚扰和抗扰度测量方法（idt．CISPR16－2：1995）GB/T3907-1983 工业无线电干扰基本测量方法 GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB9175-1988 环境电磁波卫生标准 GB10436-1998 作业场所微波辐射卫生标准 通 用 类 标
GB 8702-88 电磁辐射防护规定
GB/T 13926．1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T 13926．2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T 13926．3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T 13926．4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号／干扰保护比和最小可用场强 GB 8702 1988 电磁辐射防护规定
GB/T 14431 1993 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强
GB/T17799．1-1999 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验 GB/T 13926．1－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 总论 IEC 801 1 GB/T 13926.2一92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 静电放电要求 IEC 801 2 GB/T 13926．3－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 辐射电磁场要求 IEC 801 3 GB/T 13926.4－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 电快速瞬变脉冲群要求 IEC 801 4 GB8702-1988 电磁辐射防护规定
GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法 产 品 类（产品族）
GB 4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值
GB 4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 GB 6833．1-86* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则
GB 6833．2-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 磁场敏感度试验 GB 6833．3-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 静电放电敏感度试验 GB 6833．4-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 电源瞬态敏感度试验 GB 6833．5-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射敏感度试验 GB 6833．6-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导敏感度试验 GB 6833．7-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 非工作状态磁场干扰试验 GB 6833．8-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 工作状态磁场干扰试验 GB 6833．9-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导干扰试验 GB 6833．10-87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射干扰试验
GB 7343-87* 10kHZ～30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 GB 7349-87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 GB 9254-88 信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法
GB 9383-1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB 13421-92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法
GB 13836-92* 30MH2～1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法
GB 13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 GB/T 13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值
GB 15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值
GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法
GB 15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB/T 16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法
B 16787-1997 G 30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 GB 16788-1997 30MHz～1GHz声音和电视信号电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值（eqv.CISPR14:1993）
GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准（idt．CISPR14－2：10997）
GB 4343 1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR 14 1993 GB 4343.2 1999 CISPR 14 –2 1993 GB 4824 1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁干扰特性的测量方法和限值（替代GB4824.1～1984）CISPR 11 1990 GB 6833 1987* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范
GB 7343 1987* 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 CISPR 17 1981 GB 7349 1987* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 CISPR 18 1986 GB 9254 1988 信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法 CISPR 22 1997 GB/T 17618 1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 CISPR 24 1997 GB 9383 1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 CISPR 20 1990 GB 13837 1992 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR 13 1996 GB/T 13838 1992 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13839 1992 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13836 1992 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 15949 1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 16787 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 16788 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 13421 1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB 15540 1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法
GB 14023 1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值 CISPR 12 1990 GB 15707 1995 高压交流架空输送电线无线电干扰限值 CISPR 18-1986 GB/T 15708 1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰测量方法 GB/T 15709 1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734 1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法
GB 17743 1999 荧光灯和照明装置无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR 15 1995 GB/T 17619 1998 汽车用电子装置的抗扰度试验方法及限值 欧标72/245/EEC GB/T 16607 1996 微波炉在1GHZ以上辐射干扰测量方法 CISPR 19 1983 GB/T6833.1-1986 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则（HP 765．001－77）GB/T6833.2-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验（HP765．002-77）GB/T6833.3-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验（HP765．003－77）
GB/T6833.4-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验（HP765．004－77）
GB/T6833.5-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验（HP765．005－77）GB/T6833.6-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验（HP765．006－77）GB/T6833.7-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验（HP765．007－77）
GB/T6833.8-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验（HP765．008－77）
GB/T6833.9-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验（HP765．009－77）GB/T6833.10-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射干扰试验（HP76．0010－77）GB/T7343-1987 10kHz～30MHZ（CISPR17：1981）无源无线电干扰滤波器和抑制元件特性的测量方法
GB/T7349-1987 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法
GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值（eqv.CISPR14:1993）
GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准（idt．CISPR14－2：10997）
GB9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（idt．CISPR22：1997）GB/T9383-19992 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限值和测量方法（idt．CISPR20：1998）
GB/T12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）GB12638-1990 微波和超短波通信设备辐射安全要求
GB/T 13838－92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB/T 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 9383一1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB13836-1992 30MHz～IGHZ声音和电视信号的电缆分配系统设备和部件辐射干扰特性允许值和测量方法（idt．IEC 60728-1:1986）
GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法（eqv．CISPR13：1996）
GB14023-1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值（eqv.CISPR12：1990）
GB/T14598.13-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分1MHZ脉冲群干扰试验 GB/T14598.14-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分静电放电试验 GB15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法城市无线电噪声测量方法
GB15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值（eqv．CISPR18：1996）GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法
GB15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法（eqv.CISPR19：1983）GB16787-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值（idt.TEC60728-1:1991）
GB16788-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值（idt.TEC60728-1:1991 GB/T 12190一1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）GB/T14598.10-1996 电力继电器第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：快速瞬变干扰试验
GB/T17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法
GB/T17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法
GB/T17625．1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流＜16A）
GB/17743-1999 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法 系 统 间 类
GB 6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB 6830-86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值
GB 7432-87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7433-87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7434-87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7495-87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距 GB 13613-92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB 13614-92 短波无线电测向台（站）电磁环境要求 GB 13615-92 地球站电磁环境保护要求 GB 13616-92 微波接力站电磁环境保护要求 GB 13617-92 短波无线电收信台（站）电磁环境要求 GB 13618-92 对空情报雷达站电磁环境防护要求
GB/T13620-92 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 GB6364-1986 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB6830-1986 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值
GB/T7432-1987 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB/T7433-1987 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB/T7434-1987 架空明线载波系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB7495-1987 架空电力线路与调幅广播收音台的防护间距 GB13421-1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB13613-1992 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB13614-1992 短波无线电测向台（站）电磁环境要求 GB13615-1992 地球站电磁环境保护要求 GB13616-1992 微波接力站电磁环境保护要求 GB13617-1992 短波无线电收信台（站）电磁环境要求 GB13618-1992 对空情报雷达站电磁环境防护要求 GB/T13619-1992 微波接力通信系统干扰计算方法
GB/T13620-1992 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 注：
凡标记“*”的国家标准在清理整顿中已改为推荐性国家标准。文件法规类
关于强制性标准实行条文强制的若干规定 第一批实施电磁兼容认证的产品目录 电磁兼容认证管理办法
电磁兼容认证证书和认真标志管理办法 电磁兼容认证收费标准 电磁兼容认证规则和程序 电磁兼容认证质量体系要求 世界各国EMC的技术法规
GB4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值（ref．CISPRll：1990）其它
GB/T4365-1996 电磁兼容术语 IEC50、IEC161(90)GJB76-85 电磁干扰和电磁兼容性名词术语 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB8702-88 电磁辐射防护规定
GB/T13926.1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T13926.2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T13926.3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T13926.4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号／干扰保护比和最小可用场强
GB4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 CISPRII（90）
GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR14（93）
GB4343.2-1999 电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第2部分：抗扰度-产品类标准 CISPR14-2：1997 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB/T6113.2-1998 无线电干扰和抗扰度测量方法
GB/T17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 CISPR24（97）GB/T17619-1998 机动车电子器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T17624.1-1998 电磁兼容 综述 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 IEC61000-1-1 GB17625.1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流＜16A）IEC61000-3-2(1995)GB17625.2-1999 电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制
GB/T17626.1-1998 电磁兼容试验和测量技术 抗扰度试验总论 IEC61000-4-1（1992）GB/T17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 IEC61000-4-2(1995)GB/T17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术 射频电磁场抗扰度试验 IEC61000-4-3(1995)GB/T17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 IEC61000-4-4(1995)GB/T17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T17626.6-1998 电磁兼容试验和测量技术 射频场感应的传导抗扰度 IEC61000-4-6(1996)GB/T17626.7-1998 电磁兼容试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则 IEC61000-4-7(1991)GB/T17626.8-1998 电磁兼容试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 IEC61000-4-8(1993)GB/T17626.9-1998 电磁兼容试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验 IEC61000-4-9(1993)GB/T17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术 阻屁振荡磁场抗扰度试验 IEC61000-4-10(1993)GB/T17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术 振荡波抗扰度试验 IEC61000-4-12(1995)GJB/Z17-1991 军用装备电磁兼容性管理指南
GJB/Z25-1991 电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南 GJB/Z54-1994 系统预防电磁能量效应的设计和试验指南 GJB/Z105-1998 电子产品防静电控制手册 GJB1210-1991 接地、搭接和屏蔽设计的实施 GJB1389-1992 系统电磁兼容性要求 GJB2079-1994 无线电系统间干扰的测量方法
GJB2081-1994 87～108MHz频段广播业务和108～137MHz频段航空业务之间的兼容 GJB2926-1997 电磁兼容性测试试验室认可要求 GJB3007-1997 防静电工作区技术要求
GJB151A-97 军用电子设备和分系统电磁发射和敏感度要求 GJB152A-97 军用电子设备和分系统电磁发射和敏感度测量 GB12190-90 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法 GB6833.1-86* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则
GB6833.2-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 磁场敏感度试验 GB6833.3-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 静电放电敏感度试验 GB6833.4-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 电源瞬态敏感度试验 GB6833.5-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射敏感度试验 GB6833.6-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导敏感度试验 GB6833.7-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 非工作状态磁场干扰试验 GB6833.8-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 工作状态磁场干扰试验 GB6833.9-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导干扰试验 GB6833.10-87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射干扰试验
GB7343-87* 10kHZ～30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 GB7349-87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 GB9254-1998 信息技术设备的无线电搔扰限值和测量方法
GB9383-1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 CISPR20（90）
GB13421-92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法
GB13836-92* 30MH2～1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法
GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR13（1996）GB/T13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR20（90）
GB13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR20 GB14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值
GB15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值
GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法
GB 15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB/T16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法 CISPR19（83）GB16787-1997 30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 GB7343-1987 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法（CISPR18-1986）GB6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB6830-86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值
GB7432-87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7433-87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7434-87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7495-87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距 GB13613-92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB13614-92 短波无线电测向台（站）电磁环境要求 GB13615-92 地球站电磁环境保护要求 GB13616-92 微波接力站电磁环境保护要求 GB13617-92 短波无线电收信台（站）电磁环境要求 GB13618-92 对空情报雷达站电磁环境防护要求
GB/T13620-92 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 GB9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 CISPR22（1997）GB17743-1999 电气照明和类似设备的无线电干扰特性的限值和测量方法 CISPR15（1996）*QJ 1211-87 0122;V06 航天系统地面设施接地要求 国内 QJ 1213-87 0122;V06 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法 国内
*QJ 1539-88 0122;V751 航天遥测系统的电磁兼容性要求和测量方法 国内 *QJ 1692-89 0122;V06 航天系统地面设施电磁兼容性要求 国内 QJ 1693-89 0122;V06 电子元器件防静电要求 国内 QJ 1760-89 0122;V06 用频谱仪测量电磁干扰的方法 国内 *QJ 1874-90 0122;V06 接地、搭接和屏蔽的设计应用 国内 *QJ 1875-90 0122;V06 静电测试方法 国内 QJ 1875A-98 0122;V06 静电测试方法 国内
QJ 1950-90 0122;V06 防静电操作系统技术要求 国内 QJ 2177-91 0122;V06 防静电安全工作台技术要求 国内 QJ 2245-92 0122;V06 电子仪器和设备防静电要求 国内
QJ 2256-92 0122;V06 系统预防电磁能量效应的设计和试验指南 国内 QJ 2266-92 0122;V06 航天系统电磁兼容性要求 国内
*QJ 2268-92 0122;V711 地（舰）空导弹武器系统抗干扰性能要求 国内 QJ 2350-92 0122;V06 电磁辐射敏感度的测试方法 横电磁波传输室测量 国内 QJ 2892-97 0122;V06 EMI衬垫的测量与评价方法 国内 QJ 3035-98 0122;V27 电子机柜电磁屏蔽要求和测试方法 国内
额定电流大于16A的低压供电系统的电压波动和闪变限值 IEC 61000 3 5 GB 16916.1 1997 IEC 1008 1(1990)GB 16917.1 1997 IEC 1009 1(1990)YD 1032 2000 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法 第一部分：移动台及其辅助设备 ETS 300 342-1
第五篇：开关电源电磁干扰抑制技术
开关电源电磁干扰抑制技术
0 引言
随着现代电子技术和功率器件的发展，开关电源以其体积小，重量轻，高性能，高可靠性等特点被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域，为人们的生产生活和社会的建设提供了很大帮助。但是，随着现代电子技术的快速发展，电子电气设备的广泛应用，处于同一工作环境的各种电子、电气设备的距离越来越近，电子电路工作的外部环境进一步恶化。由于开关电源工作在高频开关状态，内部会产生很高的电流、电压变化率，导致开关电源产生较强的电磁干扰。电磁干扰信号不仅对电网造成污染，还直接影响到其他用电设备甚至电源本身的正常工作，而且作为辐射干扰闯入空间，造成电磁污染，制约着人们的生产和生活。国内在20世纪80一90年代，为了加强对当前国内电磁污染的治理，制定了一些与CISPR标准、IEC801等国际标准相对应的标准。自从2003年8月1日中国强制实施3C认证(china compulsory certification)工作以来，掀起了“电磁兼容热”，近距离的电磁干扰研究与控制愈来愈引起电子研究人员们的关注，当前已成为当前研究领域的一个新热点。本文将针对开关电源电磁干扰的产生机理系统地论述相关的抑制技术。
l 开关电源电磁干扰的抑制 形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而，抑制电磁干扰应从这三方面人手。抑制干扰源、消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射、提高受扰设备的抗扰能力，从而改善开关电源的电磁兼容性能的目的。1．1 采用滤波器抑制电磁干扰 滤波是抑制电磁干扰的重要方法，它能有效地抑制电网中的电磁干扰进入设备，还可以抑制设备内的电磁干扰进入电网。在开关电源输入和输出电路中安装开关电源滤波器，不但可以解决传导干扰问题，同时也是解决辐射干扰的重要武器。滤波抑制技术分为无源滤波和有源滤波2种方式。
1．1．1 无源滤波技术 无源滤波电路简单，成本低廉，工作性能可靠，是抑制电磁干扰的有效方式。无源滤波器由电感、电容、电阻元件组成，其直接作用是解决传导发射。开关电源中应用的无源滤波器的原理结构图如图1所示。
由于原电源电路中滤波电容容量大，整流电路中会产生脉冲尖峰电流，这个电流由非常多的高次谐波电流组成，对电网产生干扰；另外电路中开关管的导通或截止、变压器的初级线圈都会产生脉动电流。由于电流变化率很高，对周围电路会产生出不同频率的感应电流，其中包括差模和共模干扰信号，这些干扰信号可以通过2根电源线传导到电网其他线路和干扰其他的电子设备。图中差模滤波部分可以减少开关电源内部的差模干扰信号，又能大大衰减设备本身工作时产生的电磁干扰信号传向电网。又根据电磁感应定律，得E=Ldi／dt，其中：E为L两端的电压降；L为电感量；di／dt为电流变化率。显然要求电流变化率越小，则要求电感量就越大。脉冲电流回路通过电磁感应其他电路与大地或机壳组成的回路产生的干扰信号为共模信号；开关电源电路中开关管的集电极与其他电路之间产生很强的电场，电路会产生位移电流，而这个位移电流也属于共模干扰信号。图1中共模滤波器就是用来抑制共模干扰，使之受到衰减。1．1．2 有源滤波技术
有源滤波技术是抑制共模干扰的一种有效方法。该方法从噪声源出发而采取的措施(如图2所示)，其基本思想是设法从主回路中取出一个与电磁干扰信号大小相等、相位相反的补偿信号去平衡原来的干扰信号，以达到降低干扰水平的目的。如图2所示，利用晶体管的电流放大作用，通过把发射极的电流折合到基极，在基极回路来滤波。R1，C2组成的滤波器使基极纹波很小，这样射极的纹波也很小。由于C2的容量小于C3，减小了电容的体积。这种方式仅适合低压小功率电源的情况。另外，在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。滤波器的安装位置要恰当，安装方法要正确，才能对干扰起到预期的滤波作用。1．2 屏蔽技术和接地技术 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。屏蔽一般分为2种：一种是静电屏蔽，主要用于防止静电场和恒定磁场的影响；另一种是电磁屏蔽，主要用于防止交变电场、磁场以及交变电磁场的影响。屏蔽技术分为对发出电磁波部位的屏蔽和受电磁波影响的元器件的屏蔽。在开关电源中，可发出电磁波的元器件是指变压器、电感器、功率器件等，通常在其周围采用铜板或铁板作为屏蔽，以使电磁波产生衰减。此外，为了抑制开关电源产生的辐射向外部发散，为了减少电磁干扰对其他电子设备的影响，应采取整体屏蔽。可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩，然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。然而在使用整体屏蔽时应充分考虑屏蔽材料的接缝、电线的输入／输出端子和电线的引出口等处的电磁泄露，且不易散热，结构成本大幅度增加等因素。为使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用，加强屏蔽效果，同时保障人身和设备的安全，应将系统与大地相连，即为接地技术。接地是指在系统的某个选定点与某个接地面之间建立导电的通路设计。这一过程是至关重要的，将接地和屏蔽正确结合起来可以更好地解决电磁干扰问题，又可提高电子产品的抗干扰能力。1．3 PCB设计技术 为更好地抑制开关电源的电磁干扰，其印制电路板(PCB)的抗干扰技术尤为重要。为减少PCB的电磁辐射和PCB上电路间的串扰，要非常注意PCB布局、布线和接地。如减少辐射干扰是减小通路面积，减小干扰源和敏感电路的环路面积，采用静电屏蔽。而抑制电场与磁场的耦合，应尽量增大线间距离。在开关电源中接地是抑制干扰的重要方法。接地有安全接地、工作接地和屏蔽接地等3种基本类型。地线设计应注意以下几点：交流电源地与直流电源地分开；功率地与弱电地分开；模拟电路与数字电路的电源地分开；尽量加粗地线。1．4 扩频调制技术 对于一个周期信号尤其是方波来说，其能量主要分布在基频信号和谐波分量中，谐波能量随频率的增加呈级数降低。由于n次谐波的带宽是基频带宽的n倍，通过扩频技术将谐波能量分布在一个更宽的频率范围上。由于基频和各次谐波能量减少，其发射强度也应该相应降低。要在开关电源中采用扩频时钟信号，需要对该电源开关脉冲控制电路输出的脉冲信号进行调制，形成扩频时钟(如图3所示)。与传统的方法相比，采用扩频技术优化开关电源EMI既高效又可靠，无需增加体积庞大的滤波器件和繁琐的屏蔽处理，也不会对电源的效率带来任何负面影响。
1．5 一次整流电路中加功率因数校正(PFC)网络 对于直流稳压电源，电网电压通过变压器降压后直接通过整流电路进行整流，所以整流过程中产生的谐波分量作为干扰直接影响交流电网的波形，使波形畸变，功率因数偏低。为了解决输入电流波形畸变和降低电流谐波含量，将功率因数校正(PFC)技术应用于开关电源中是非常必要的。PFC技术使得电流波形跟随电压波形，将电流波形校正成近似的正弦波，从而降低了电流谐波含量，改善了桥式整流电容滤波电路的输入特性，提高了开关电源的功率因数。其中无源功率因数校正电路是利用电感和电容等元件组成滤波器，将输入电流波形进行移相和整形过程来实现提高功率因数的。而有源功率因数校正电路是依据控制电路强迫输入交流电流波形跟踪输入交流电压波形的原理来实现交流输入电流正弦化，并与交流输入电压同步。两种方法均使功率因数提高，后者效果更加明显，但电路复杂。结语 本文的设计方法正确，仿真结果正常，克服了传统方案中所存在的一些问题，使电磁干扰的抑制技术得到进一步优化。从开关电源电磁干扰产生的机理来看，有多种方式可抑制电磁干扰，除本文中分析的几种主要方法外，还可以采用光电隔离器、LSA系列浪涌吸收器、软开关技术等。抑制开关电源的电磁干扰，目的是使其能在各领域得到有效应用的同时，尽量减少电磁污染，实现了对电磁污染问题的有效治理。而在实际设计时，应全面考虑开关电源的各种电磁干扰，选用多种抑制电磁干扰的方法加以综合利用，使电磁干扰降到最低，从而提高电子产品的质量与可靠性。
点击咨询 