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第----一----章---电磁兼容概论PPT课件

从军用电子设备角度看,在战争模式发展到电子战、 信息战的今天,电子对抗、制电磁权的争夺使强化 电子设备的电磁兼容性是确保在战争环境中人员、武 器装备、信息情报的安全、获得战争胜利的关键环节。
电磁兼容的内容
电磁干扰是如何产生的? 电磁干扰是如何传播和发生作用的? 电磁干扰作用的后果和危害如何? 电磁干扰的形态及性质如何? 如何测量电磁干扰的大小? 如何预测和分析电磁干扰的影响? 如何防止电磁干扰的产生? 如何抑制或消除电磁干扰?
如果对所有的电子产品不进行综合设计和 规划,任其发展下去,其后果将是带来史无前 例的大灾难。
有关国际组织和许多国家对电子、电气产品规定了电 磁兼容质量标准,不满足电磁兼容要求的产品不准进 入市场。电磁兼容性标准已成为西方发达国家限制进 口产品的一道坚固的技术壁垒。入世后,这种技术壁 垒对我们的障碍更大。
第一章 概论
电磁兼容的含义
根据我国军用标准(GJB72-85)中给出的定义: “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。即:该设备不会由于受到处于同 一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的 降级;它也不会使同一电磁环境中其它设备(分系统、 系统)因受其电磁发射导致或遭受不允许的降级。”
第二次世界大战促进了电磁兼容技术的发 展,战后电磁兼容技术得到了进一步广泛应用。
在电磁干扰问题的长期研究中,从理论上认 识了电磁干扰产生的原因,明确了干扰的性质 及其数学物理模型,逐步完善了干扰传输及耦 合的计算方法,提出了抑制干扰的一系列技术 措施,建立了电磁兼容的各种组织及电磁兼容 系列标准和规范,解决了电磁兼容分析、预测 设计及测量等方面一系列理论问题和技术问题, 逐步在电子学中形成一个新的分支。
根据国际电工技术委员会(IEC)所给出的定义: “ 电磁兼容是设备的一种能力,它在其电磁环境中能完 成它的功能,而不至于在其电磁环境中产生不能容忍的 干扰。”
研究电磁兼容的意义
社会信息化发展的结果,电子设备的密集度已成为衡量现 代化程度的一个重要指标,大量的电子设备在同一电磁环境中 工作,电磁干扰的问题呈现出前所未有的严重性。现代电子产 品的一个主要特征是数字化、集成化和密集化越来越高,随之 而来的是宽频干扰和对电磁脉冲很高的敏感性。在电子系统、 设备以及元器件的生产中必须进行电磁兼容设计才能保证正常 工作; 据统计,世界范围内的工业、科学和医疗(ISM)设备的数 量已经接近3亿台,并以每年5%的速度逐年递增。这些设备的 输出功率多为千瓦或兆瓦级,而且有相当数量的ISM 设备工作 在国际电信联盟(ITU)指定的频段之外,或者超过国际无线电 干扰特别委员会(CISPR)对 ISM设备所规定的辐射干扰极限值 的要求,其功率泄漏及高次谐波将造成强烈的干扰。在一些发 达国家,电子设备的数量每4到5年增加一倍。
随着科学技术的发展,对电磁兼容和标准不断提 出新的要求,其研究范围也日益扩大,现在的电磁兼 容已不限于电子和电气设备本身,还涉及到信息泄漏 及电磁污染、电磁饥饿等一系列生态效应及其它一些 学科领域。所以某些学者已将电磁兼容改称为环境电 磁学。联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、 噪声等污染之后的第四大环境污染。
电磁兼容理论和技术的发展历史
1881年英国人希维赛德发表“论干扰”;
1833年法拉弟发现电磁感应定律,指出变化的磁场在导线 中产生电动势;
1864年麦克斯韦引入位移电流的概念,指出变化的电场将 激发磁场,并由此预言电磁波的存在。电磁场的相互激发并在 空间传播,是电磁干扰的理论基础;
1887年柏林电气协会成立了全部干扰问题研究委员会;
我国过去工业基础比较薄弱,电磁环境的危害影 响尚未充分暴露,对电磁兼容的研究起步较晚。但近 年来由于实际生产和科研的需求,对电磁兼容逐渐重 视,技术发展较快。各部门、各行业纷纷成立了与 EMC有关的学术组织、学术活动频繁。
上个世纪80年代以来,电磁兼容已成为十 分活跃的学科领域,美国、德国、日本、法国 等国家在电磁兼容标准与规范,分析预测、设 计、测量及管理等方面均达到了很高的水平, 有高精度的EMI及EMS自动测量系统,可进行各 种系统间的EMC试验,研制出系统内及系统间的 各种EMC计算机程序,有的程序已经商品化,形 成了一套比较完整的EMC设计体系,在电磁干扰 的抑制技术方面,已研制出许多新材料、新工 艺及规范的设计方法。一些国家还建立了对军 品和民品的EMC检验及管理机构,不符合EMC质 量要求的产品不准投入市场。
电磁兼容技术的应用范围
电力、电源、通信、交通、金融、计算机、 航空、航天军工、医疗…..
几乎包含所有的现代工业。
电磁兼容技术的理论基础
数学、电磁场理论、天线与电波传播、电路理论、信 号分析与处理、机械结构、自动控制、材料科学、工 艺测量、生物医学…..
是一门尖端的综合性学科,同时又与工业生产 和质量控制紧密相关。
1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在,同时指出了各种 打火系统将向空间发出电磁波,从此开始了对干扰问题的实验 研究;
1889年英国邮电部门研究了通信干扰问题;
1904年国际电工委员会(IEC)成立;
1934年英国有关部门对1000例干扰问题进行了分析,发现 其中50%是电气设备引起的。国际无线电干扰特别委员会CISPR) 成立。
电磁兼容所涉及的技术领域
电磁场与传输线(耦合与干扰) 电磁脉冲 强电干扰与静电放电 雷电 电磁兼容测量 电磁兼容标准、规范 屏蔽、滤波和接地 电磁环境和生物场效应 频谱管理和通信抗干扰 数字电路和计算机泄密 信息泄漏与防护技术(Tempest) 印刷电路板中的电磁兼容 电磁传感器、探头和天线 电磁兼容分析和设计(预测、数学模型和物理模型) 应用领域中的电磁兼容性 电磁兼容教育 电磁生物效应
工业化、城市化和航空、航天活动的快速发展 使我们人类的电磁环境也变得越来越恶劣;电 磁背景噪声功率的增加、频谱资源越来越紧张, 各种电子产品的发射功率越来越大,灵敏度越 来越高,使电磁兼容正变得越来越迫切和困难。
据估算,人为无线电辐射能量密度年增长率 可达到(7~10)%, 城市中辐射能量密度为 每5~10年增加一倍。
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