• 主要研究内容
电磁脉冲环境，电磁脉冲的理论、分析与计算方法，电磁脉冲模拟、测 量关键技术，电子设备的电磁脉冲效应及防护，高功率电磁环境。
电磁场的生物效应
• 低频场的生物效应
强电线路（高压输电线）的电磁场 对人体 组织将产生有害影响。
• 射频场的生物效应
热效应和非热效应
• 研究内容
电磁场的生物效应及机理 生物电及人体电机理 电磁辐射生物效应的计算方法和安全防护标准 生物芯片中的电磁场等方面
• 去掉两个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 3 /5 ) ] 4 .4 d B
• 去掉三个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 3 /5 ) ] 7 .9 d B
• 去掉四个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 4 /5 ) ] 1 3 .9 d B
电磁兼容性设计
电磁兼容测试技术
先修课程：电路分析、电子技术、电磁场与电磁波
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参考资料
1. 邹逢兴等，电磁兼容技术，国防工业出版社，2005年
2. 路宏敏，工程电磁兼容，西安电子科技大学出版社，2003年 3. 白同云等，电磁兼容设计，北京邮电大学出版社，2001年
4. 蔡仁钢，电磁兼容原理、设计和预测技术，北京航空航天大 学出版社， 2001年
实施电磁兼容的工程方法
• 问题解决法
“出现什么问题，解决什么问题”的经验方法。在设备或系统设计研制过 程中不进行电磁兼容性设计。
• 规范法
以设备或系统遵循的标准和规范所规定的极限值为基础。由于各种标准 和规范中的极限值是以同类设备或系统中最严重情况制定的，因而可能导致 具体设备或系统设计的过分保守。
至高频
频率范围/Hz 3 ~30
30 ~300 300 ~3000 3k ~30k 30k ~300k 300k ~3000k 3M ~30M 30M ~300M 300M ~3000M 3G ~30G 30G ~300G 300G ~3000G
波段名
极长波 超长波 特长波 甚长波
长波 中波 短波 米波 分米波 厘米波 毫米波 丝米波
• 载频干扰：f = 30kHz～300kHz ， λ = 1km～10km ； • 射频、视频干扰：f = 300kHz～300MHz ， λ= 1m～1km ； • 微波干扰：f = 300MHz～300GHz ， λ= 1mm～1m ； • 雷电及电磁脉冲干扰：频率范围很宽，f = 0Hz～ 。
5. Ott.H.W著,王培清等译，电子系统中噪声的抑制与衰减技术， 电子工业出版社，2003年
1.1 电磁干扰与电磁兼容 电磁干扰
• 电磁骚扰（EMD，Electromagnetic Disturbance）
任何可能引起装置、设备 或系统性能降低或对有生 命或无生命物质产生作用 的电磁现象。
干扰源
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 电磁兼容性分析预测的级别
• 芯片级分析预测 • 部件级分析预测 • 系统级分析预测
电磁兼容设计技术
• 电磁兼容设计的目的
• 设备内部的电路相互不干扰，达到预期的功能； • 设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值； • 设备对外界的电磁干扰有一定的抵抗力。
……
• 对军械装备的危害
• 雷达站对通信站的干扰 • 雷达使导弹、火箭误发射 • 机载电子设备的干扰可引起飞机偏航 ……
• 对燃油、燃气的危害
• 对生物体的危害
电磁兼容的概念 电磁兼容 (EMC，Electromagnetic Compatibility)
设备(分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的 共存状态。
电磁干扰形成三要素
形成电磁干扰的三要素：干扰源、 耦合路径、敏感设备
1 干扰源
耦合途径 2
3 敏感体
• 电磁干扰源：产生电磁干扰的元器件、设备、系统或自 然干扰源。
• 敏感设备：对电磁干扰发生响应的设备
• 耦合途径：使能量从干扰源耦合（或传输）到敏感设备上并 使敏感设备产生响应的媒介
电磁干扰效应
• 电磁干扰分析与预测 • 电磁兼容性设计 • 电磁兼容性试验
1.2 电磁兼容技术
电磁干扰特性分析
• 电磁干扰源的干扰特性分析 • 敏感设备的敏感特性分析 • 耦合途径的传输特性分析
电磁兼容性分析与预测
电磁兼容性预测分析是采用计算机数字仿真技术，将各种电 磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型描述，并编制成 程序对潜在的电磁干扰进行计算。
核心 机密
接收机 核心机密
电流卡钳
电磁脉冲（EMP）及防护
电磁脉冲是十分严重的干扰源，对卫星、航天飞机、宇宙飞船、武 器系统、雷达、通信、电力和电子仪器设备等都有严重影响。
• 电磁脉冲的类型
• 电磁脉冲的特点
• 核电磁脉冲（NEMP） • 系统电磁脉冲
• 频谱覆盖范围宽 • 电场强度高，可达40kV/ m以上 • 作用范围广，可达数千km
电磁兼容性标准与规范
• 内容及特点
标准：一般性准则，由标准可导出各种规范 规范：包含详细数据，必须按合同遵守的文件
• 主要内容
• 规定名词术语 • 规定电磁发射和敏感性限值 • 规定测试方法 • 规定电磁兼容性控制方法或设计方法
电磁兼容性标准与规范
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电磁兼容性标准与规范
• 国际标准
• 国际电工技术委员会：IEC61000系列1－6 • 国际无线电干扰特别委员会：CISPR出版物1－25 • 美国联邦通信委员会：FCC标准 • 美军标：MIL－STD系列 • 欧盟：CENELEC制定的EN标准（欧洲标准）
当PS < PI时，S < 0 ——设备或系统处于不兼容状态 当PS > PI时，S > 0 —— 设备或系统处于兼容状态 当PS = PI时，S = 0 —— 设备或系统处于兼容的临界状态
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电磁兼容的实施 目的：保障设备或系统的电磁兼容性 措施：技术措施和组织措施
• 抑制干扰源的发射 • 使接收器对发射不敏感 • 尽可能使耦合路径无效
电磁干扰效应
电磁干扰效应按其危害程度分为五个等级：
• 灾难性 • 非常危险 • 中等危险 • 严重 • 使人烦恼
• 电磁兼容性故障
设备或系统发生性 能失效，甚至毁坏
• 电磁易损性
设备或系统发生有 限度的性能降级
电磁干扰的危害
• 对电子设备的危害
• 开灯、关灯时，对短波收音机信号、电视信号干扰 • 手机对飞机导航设备的干扰 • 电力系统对通信系统的干扰
• 国内标准
• 国标GB系列 • 国军标GJB系列 • 行列、部门标准
军标比目标严格得多，例如传导干 扰发射限制，国标从150KHz开始， 军标从100Hz就开始要求，而低通滤 波器实现起来非常困难。
电磁兼容测量与试验技术
• 电磁兼容测量与试验技术 研究的基本内容
• 测试方法 • 测试场地 • 测试设备 • 测试过程的自动化
波长范围/m 100M ~10M 10M ~1M 1000k ~100k 100k ~10k
10k ~1k 1000 ~100 100 ~10
10 ~1 10d ~1d 10c ~1c 10m ~1m 1m ~0.1m
• 频谱工程研究内容
• 频谱规划 • 频谱管理 • 设备设计 • 频率利用技术
频谱工程
1.1电磁兼容原理和技术
课程的性质和任务
本课程主要讨论电磁兼容的基本原理和电磁干扰防护技术。 通过本课程的学习，对电磁兼容问题和电磁干扰的防护有一个 全面的了解，以作为实际工作的入门。
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电磁兼容概论
电磁干扰预测 分析技术
电磁干扰 特性分析
电磁干扰 抑制技术
教学内容
接地与搭接 技术
滤波技术
屏蔽技术
• 去掉五个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 0 /5 ) ] d B
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1.4 电磁兼容技术的主要应用领域 • 军事领域的应用 • 航空航天领域的应用 • 无线电通信领域的应用 • 电力电子领域的应用 • 环境监测与保护领域的应用
1.5 电磁兼容学科的历史发展
国外的发展情况
含义有两个方面
• 不产生超过规定限度的电磁发射—— 发射特性 • 应具有抗电磁干扰的能力—— 敏感特性
辐射发射 辐射敏感度 传导发射 传导敏感度
四个基本的EMC问题
噪声元件 潜在的敏感元件 噪声元件 潜在的敏感元件
电磁兼容性安全系数（安全裕度）S 衡量设备或系统所具有的电磁兼容性宽余程度
S＝PS－PI S（dB）—— 安全系数
• 电流增益： 分贝数（dB） 20log(I2/I1)
电压
dBV, dBμV
电流
dBA, dBμA
电场强度
dBμV/m
磁场强度
dBμA/m
功率
dBW, dBmW
dB在实际工程中的应用
五个相同泄漏强度的泄漏源
• 去掉一个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 4 /5 ) ] 1 .9d B
• 1881年：英国科学家希维赛德发表《论干扰》—— 研究干 扰问题的开端。
• 20世纪20年代：美国设立检测无线电噪声的技术委员会
• 20世纪30年代：开始了无线电干扰及控制的国际性的有组织 研究( IEC, IUB,CISPR)
• 20世纪40年代：提出了电磁兼容性的概念 (德国VDE—0807，美军JAN—I—225）
• 电磁干扰效应
电磁干扰源发出干扰能量通过耦合通道传输至敏感设备， 导致敏感设备出现某种形式的响应并产生效果
电磁干扰裕量IM＝PI－PSPS源自dB）—— 设备或系统的敏感门限值电平