电磁兼容原理与应用考题
一、简答题（每题8分）
1、写出电磁干扰三要素，并简要说明其含义。
2、写出电振子和磁振子的远区场电磁分布（注意矢量方向）。
3、叙述瞬态干扰的特征，并举出三种瞬态干扰。
4、写出电磁兼容性预测算法的四级筛选。
5、写出四种常见的抑制电磁干扰技术，简要说明其含义。
6、写出电磁干扰滤波器安装时需要注意的的事项。
二、某无线发射机频率为450MHz ，基波辐射功率为10dBW ，预测其其二次谐
波和三次谐波辐射功率。
已知发射机谐波模型统计如表。
（12
分）
三、电磁兼容中常用纵向扼流圈抑制地线干扰，其等效电路图如图所示。
已知信
号频率为f ，12,12,22RC RC RL L L M fM RC π=<<==>>，分析证明纵向扼流圈的差模低阻抗，共模高阻抗。
（14分）
四、已知反射损耗()
20lg 20lg
4w w Z R t Z ηη
+=-=，其中Z w 为空间波阻抗，金属特性阻
抗7(1)
(1) 3.69102r r
f f
j j μπμησσ-=+≈+⨯ M
s
U g
U 1
L 2
L 1C R 2
C R L
R
1）计算厚度为0.5mm的铜板在远区场对频率100MHz的入射平面波的屏蔽效能。
（8分）
2）把该铜板换成两块厚度分别为0.5mm的铜板，中间间隔空气隙，隙厚度为d，计算当d分别为多少时，多层屏蔽体取得最大和最小的屏蔽效能，并计算屏蔽效能的值。
（6分）
五：如图所示的部分屏蔽的电容耦合模型，U1为骚扰源电压。
1）、将电路化简单为平面电路图，写出U N的表达式；（5分）
2）、当R分别为低阻抗的时，化简U N；（3分）
3)、说明相应的抑制措施。
（4分）
答案
简答题（每题8分）
一、 简答题：
1、写出电磁干扰三要素，并简要说明其含义。
电磁干扰源，耦合路径，敏感设备称作电磁干扰的三要素。
电磁干扰源指产生电磁干扰的元件。
器件，设备等；偶和途径又称耦合通道，指能量从干扰源到敏感设备的媒介和通道；敏感设备，是指对电磁干扰产生响应的设备。
2、写出电振子和磁振子的远区场电磁分布（注意矢量方向）。
电振子
0sin 2sin 2jkr
jkr
W Il E j e r
Il H j e r θϕθλθλ--⎧=⎪⎪⎨
⎪=⎪⎩
磁振子
1sin 2sin 2M jkr M
jkr
I l H j e r W I l E j e r θϕθλθλ--⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩
3、叙述瞬态干扰的特征，并举出三种瞬态干扰。
瞬态干扰是指时间较短，幅度较大的电磁干扰，常见瞬态干扰有：电快速瞬变脉冲群，浪涌，静电放电等。
4、写出电磁兼容性预测算法的四级筛选。
幅度筛选，频率筛选，详细分析，性能分析。
5、写出四种常见的抑制电磁干扰技术，简要说明其含义。
接地、搭接、屏蔽、滤波等
1）、接地：顾名思义，是指设备或系统与“大地”相连接。
大地是一个理想的零电位面（体）。
从广义上讲，接地并非一定是与大地直接连接，而是指
连接到一个作为参考点或参考面的良导体上。
2）、搭接：是将需要等电位连接的点通过机械、化学或物理方法实现结构相连，以实现低阻抗的连通。
搭接分直接搭接和间接搭接两种基本类型。
直
接搭接是将要连接的导体直接接触，而不通过中间过渡导体；间接
搭接则是通过中间过渡导体，如搭接片、跨接片以及铰链等，实现
连接导体之间互连
3）、屏蔽：屏蔽技术是利用屏蔽体阻挡或减小电磁能量传输的一种技术。
A.限制内部的辐射电磁能越出某一区域 B.防止外来的辐射进入某一区
域。
4）、滤波：从频域角度出发，选择有用信号，而抑制电磁骚扰。
即凡是与需要传输信号频率不同的电磁骚扰，都可以采用EMI滤波器加以抑制。
是抑
制电气、电子设备电磁干扰，提高电气、电子设备的电磁骚扰的主要
手段，也是保证设备整体或局部屏蔽效能的重要辅助措施。
6、写出电磁干扰滤波器安装时需要注意的的事项。
1）、安装时应置于离设备电源端口尽量靠近的地方，不要让未经滤波器的电源线在设备腔体内迂回
2）、滤波器中的电容器引脚要尽量短，避免引线电感造成的低频谐振
3）、滤波器的接地导线上有很大的短路电流通过，滤波器本身需要有良好的接地和屏蔽
4）、滤波器输入和输出线不能交叉，否则易因电容耦合引起串扰。
二、某无线发射机频率为450MHz ，基波辐射功率为10dBW ，预测其其二次谐波和三次谐波辐射功率。
已知发射机谐波模型统计如表。
（12
分）
代入公式()()lg T NT T OR P f P f A N B =++ A=-60,B=-40，N 分别取2和3
23()10(60)lg 2(40)()10(60)lg3(40)
T T T T P f P f =+-+-=+-+-
三、电磁兼容中常用纵向扼流圈抑制地线干扰，其等效电路图如图所示。
已知信号频率为f ，12,12,22RC RC RL L L M fM RC π=<<==>>，分析证明纵向扼流圈的差模低阻抗，共模高阻抗。
（14分）
设导地电流为Ig ，用线性叠加原理讨论Us 和Ug 的影响， 对于Us ，
设其电流为Is ，做Rc2、L2与地线的电压环路定理
222
2
()()0
1s g c s s g c I I R j L I j M I I L
R ωωω-+-==
→+得到：（
）
对电路上面环路做电压环路定理
M s
U g
U 1L 2
L 1C R 2C R L
R
1222
()()()s s L s g c s g c s
s L
L
U I j L R j M I I j L R j M U I R U I R R ωωωω=+-+-+--=
≈得到
所以共扼圈对Us 低阻抗
对Ug
分别作如图所示的环路电流 可以得到
11212212
2g L g c U j L I j MI I R U j L I j MI I R ωωωω=++=++
设RL 两端电压为Un 可以得到
2
2
101(
)c Un Ug L
R ω=
→+ 共模高阻抗
1222
()()()s s L s g c s g c s
s L
L
U I j L R j M I I j L R j M U I R U I R R ωωωω=+-+-+--=
≈得到
四、已知反射损耗()
20lg 20lg
4w w Z R t Z ηη
+=-=，其中Z w 为空间波阻抗，金属特性阻
抗7(1)
(1) 3.69102r r
f f
j j μπμησσ-=+≈+⨯ 1）计算厚度为0.5mm 的铜板在远区场对频率100MHz 的入射平面波的屏蔽效能。
（8分）
2）把该铜板换成两块厚度分别为0.5mm 的铜板，中间间隔空气隙，隙厚度为d ，
计算当d 分别为多少时，多层屏蔽体取得最大和最小的屏蔽效能，并计算屏蔽效能的值。
（6分）
1）SE=A+R+B
()t/A 20lg E0/E1 20lg(e )?σ=＝
2()20lg 20lg 20lg 4420lg
w w
w Z Z R t Z ηηη
+=-=≈=
因为板较厚，A 很大，所以B 忽略不计 前两者相加即为其屏蔽效能SE
2）间距1/4波长是取得最大屏蔽效能此时d=0.75m ，屏蔽效能为2SE+6dB 当两版间距是1/2波长的时候取得最差屏蔽效能，此时d=1.5m ，效能为2SE-R
五、五：如图所示的部分屏蔽的电容耦合模型，U 1为骚扰源电压。
1）、将电路化简单为平面电路图，写出U N 的表达式；（5分） 2）、当R 分别为低阻抗的时，化简U N ；（3分） 3)、说明相应的抑制措施。
（4分）
U1
等效电路 简化的等效电路模型
此时C12、C2G 均需要考虑，假如导体2的对接地，此时的感应电压为：
12112221()
N G S j C R
U U j R C C C ωω=
+++
当R 很小时，即：
12221
()
G S R
j C C C ω++
有：121N U j RC U ω=
2、通过电容耦合产生的干扰电压与骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路与被干扰电路之间的耦合电容、被干扰电路对地阻抗成正比。
为减小电场耦合的影响，应：
①减小骚扰电压；
②降低骚扰电压的频率；
③减小被干扰回路对地电阻；
④减小电路之间的耦合电容；
⑤采取屏蔽措施。