30MHz
民用设备电磁兼容测试的关键项目
——辐射骚扰
dBμV/m
50
FCC A
40 VDE0871/78 B
EN A
30
FCC B
EN B
20
30MHz
88MHz 216MHz 230MHz 470MHz 960MHz 1GHz
民用设备电磁兼容测试的关键项目
民用设备EMC要求的重点在于脉冲性质的干扰。
电磁兼容设计技术
邱扬 西安电子科技大学
电磁兼容设计技术
电磁兼容基本概念 电磁耦合机理与干扰发射 电磁屏蔽技术 滤波技术 互连电缆的设计技术
电磁频谱带宽变化示意图
带宽(Hz)
100G
15G
仅从1906～1947的41年时
间里，频谱范围就增大了2100
1.05G
倍！！！
200 M
电磁兼容控制方法
传统控制方法
现代控制方法
电磁兼容设计的层次及主要工作
• 内部封装 • 分布参数
• 屏蔽 • 电源滤波 • 印制板布局 • 部件布局 • 接地
• 互连 • 接地
元器件设计 部件级设计 印制板级设计 单元(模块)级设计 设备级设计 系统级设计
• 材料特性 • 内部封装 • 分布参数
• 接地 • 回路面积 • 解耦滤波 • 器件布局
腔内场到腔内线
的耦合
场－裸线耦合 场－屏蔽线耦合 场－双绞裸线耦合 场－双绞屏蔽线耦合 场－部分裸线部分屏蔽线耦合 线－线耦合
电磁兼容性定义
定义：电磁兼容性为设备在共同电磁环境中能一 起执行各自功能的共存状态。
EMC = EMS + EMI
同一台设备既要抗干扰能力强，又要 将对外产生的干扰控制在一定范围内。
RE102—10kHz ~10GHz电场辐射发射
适用：所有上装平台。 说明：主要干扰源为大功率电源、高频发射设备 等，RE102的超标一定伴随着CE102的超标，这种 发射将干扰上述上装平台上的高灵敏度电路、设备 以及电台等，是电磁发射测试中最难通过的项目。
主要对策：对电源和信号线进行滤波，对机箱和连 接线缆进行屏蔽，采用良好的接地。
EMC设计人员根据ESD、脉冲群、传导/辐射 骚扰等要求对结构、布局、滤波器安装位置、互 联电缆等合理性与有效性进行评审
企业标准鉴定测试
送国家/国际标准实验室进行入网测试
所有民用设备必测的电磁兼容项目
● GB9254规定的骚扰测试
● IEC61000-4规定的抗扰度
电磁发射主
项目
要测在试频内域容 进
CE102和RE102较全面反映了设备的电磁兼容特 性，是电磁预兼容试验的核心测试项目。
CE102、RE102
辐射作用 小
RE102
辐射作用 大
CE102测试配置
CE102
传导发射
滤波
超标或不超标但 发射量较大时
30M~50 MH以下 不超标
超标
辐射发射
屏蔽
达标
RE102测试配置
电子设备兼容性与系统兼容性的关系
各设备的电磁兼容性能直接影响系统的电磁兼容性； GJB151A/152A中所规定的测试项目正是为满足多设备系统 正常工作的基本要求； 可依据实际系统组成特点对设备EMC要求进行标准剪裁； 达到电磁兼容性要求的设备组成的系统未必具有良好的 EMC性能，必须进行系统电磁兼容设计（布局设计、电源系统 设计、接地系统设计、互连设计等）； 系统电磁兼容设计的优劣影响设备功能的发挥 。
受感器
印制板的电磁兼容特点
信号转接 数字芯片
信号互连 阻抗匹配
印制板的电磁兼容特点（阻抗不匹配）
多层印制板及层间距
信号路径
1
高频干扰信号
1
ZS
+
Z1-2
2
ZL
2
-
3
返回路径
3
Z 2-3
对于多层板中的传输线，驱动电路所受到的阻抗主要
由信号路径和与之最近的平面构成的阻抗所决定，而与实
际连接到驱动电路返回端的平面无关。因此，层间介质材
对讲机
100KHz ～100MHz
移动电话
900MHz ～1800MHz
信标
HF
自动定位罗盘 Ω导航
调幅收音机
本振频率1MHz
便携计算机
10~14KHz
2~30MHz74.85
MHz
118~136 MHz
190~1750KHz 75.00 MHz
328~335 MHz
75.15 MHz
960~1220 1030~1090 1529 MHz
2号DEM
1号VHF天 线
前向ADF 2号接收机 2号发射机 1号发射机
1号接收机
HF 3号VHF全向定 位仪
后向ADF
飞机系统的电磁频谱
气象雷达 微波着陆系统
低空高度计 卫星通讯
GPS 交通报警、 防撞系统
测距设备 着陆导引 VHF通讯
98.7～118.7MHz（覆盖了整个 调频收音机 UHF导航波段）
系统电磁干扰耦合方式与研究思路
系统级电磁 兼容主要的
控制环节
设备
系统内 电磁环境
分系统载体 内电磁环境
发射机 模型
设备
天线耦合 （前门效应）
场－线耦合 线－线耦合 机箱孔缝耦合 接地系统耦合 电源系统耦合 （后门效应）
滤波器 模型 屏蔽 模型
接收机 模型
干扰源
耦合通道
设备级电磁 兼容主要的
控制环节
60M
2.3M 1M
500 k
150 k 10 k 3k 10 0
1906 1912
集中于 3k~15GHz
1927 1932 1938 1947
时间（年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 目前
气象 雷达
1号自动定向罗盘 2号自动定向罗盘
2号UHF天线
1号UHF全向定位仪 2号UHF全向定位仪
雷达天线
着陆 引导
信标
飞行交 通控制 1号DEM
含义：EMS (电磁敏感度，体现设备抗干扰的能力) EMI (电磁发射，体现设备对外干扰的能力)
电磁兼容三要素及抑制方法
EMC三要素： 干扰源
抑制措施：
抑源
传导性耦合
（滤波与接地）
耦合通道
切断
受感器
减敏
辐射性耦合
（屏蔽）
EMC评定指标：
CS传导敏感度 (传导抗扰度） RS辐射敏感度（辐射抗扰度）
CE 传导发射（传导骚扰）
导电衬垫
通风孔
现场滴注 成型
屏蔽通风窗
电子设备的特点及研究范畴
体积小、功率密度高、集成度高 电磁耦合方式以线间耦合、近场耦合、电源与地线耦合为主 设备性能可由相关标准（如GJB151A/152A－97）加以控制 已有较为完善的性能测试与评估的理论、方法和手段，
其研究范畴主要针对设备或分系统级的产品性能。
引起脉冲性质干扰的因素有： 感性负载频繁通断时所产生的电快速瞬变脉冲串； 静电放电引起的脉冲； 雷电引起的电压浪涌，电站等大功率设备跳闸引 起的电压跌落。 脉冲性质干扰引起的后果： 数字电路增多，对于脉冲性质干扰特别敏感， 因而导致脉冲干扰对电子设备的影响加剧。
民用设备电磁兼容测试的关键项目
脉冲干扰项目的测试顺序：
车辆的RS103测试
飞机的RS103测试
CE102与RE102的关系
● 大量的测试经验表明，GJB151A/152A中最难通过的项目 就是与电磁发射有关的两项，即CE102和RE102，分别代 表了电磁发射在传导和辐射两方面的性能考核；
●从CE102和RE102的要求所控制的干扰特性和双向抑制效 果看，针对CE102和RE102所采取的技术措施也同样对CS 和RS的项目具有很好的作用。在CE102和RE102通过的情 况下，CS（传导敏感度）和RS（辐射敏感度）也很容易 通过。
• 屏蔽 • 滤波 • 布局 • 接地
电磁兼容设计开发流程
根据功能需求，形成产品需求规格书
EMC设计人员针对产品所对应的EMC标准，形成产品EMC技术要求
单板设计人员设计原理图及布版图 结构设计人员设计结构图 预测试、 故障诊断及定位
EMC设计人员根据电路板的构成，对PCB的 电源、数/模电路、时钟、线间距、信号完整性进 行评价
RE 辐射发射（辐射骚扰）
研究范畴
复杂电子系统的 电磁兼容与环境适应性技术
系统间电磁兼容研究
系统内电磁兼容研究
主要针对系统间电 磁环境，如通讯与 广播及雷电等的电
磁效应等。
主要针对系统内部，如移动通 信系统的机柜（或系统内各互 连模块间）的电磁兼容性能预 测、评估以及电磁兼容设计与
故障诊断流程控制等。
MHz
MHz
~1661 MHz 1575 MHZ 2MHz
4.3 5.03 GHz ~5.09
GHz
5.4G
15M～600MHz
9.3G
飞机系统的电磁耦合示意图
腔外场到腔 外场耦合
天线间 耦合
窗体
PED（Portable Electronic Device)
天 线
腔内场到腔 外场耦合
通过蒙皮的耦合 通过舷窗的耦合 通过机体蒙皮上接缝的耦合 场到天线的耦合
RS103—10kHz~ 18GHz 电场辐射敏感度
适用：所有上装平台。
说明：主要干扰源为各种产生电磁辐射的设备， 将会干扰上述上装平台上的高灵敏接收设备（尤 其是电台等设备）。
主要对策：对各种传导干扰源进行宽带滤波，对 无线设备的天线进行空间布局，对机箱和连接线 缆进行屏蔽。
汽车的RS103测试