一、电磁辐射基本概念
电磁辐射,是干扰源将能量以电磁波的形式向周围空间发射出去,这个干扰源可以是任何的载流体,例如一根信号线,一根电源线,甚至是一根接地引线。但是对于无线电发射装置,则是由专门设计的各种天线来发射电磁波的。一根导线流过高频电流,它的周围空间就会产生交变的电场和磁场。人体对物体或两个物体之间的静电有时会产生高达数千伏的电压,可能引起电气、电子设备的电路发生故障,甚至损坏。EDS 20H是一款最先进的手持式
静电放电发生器。
根据麦克斯韦方程,在电场形成的同时,也存在相关的磁场的辐射,磁力线则是由环绕导线的同心圆组成的。因此电磁场的传播是以电场和磁场的相互转化快速向远处发射的,这种以电磁波动方式传播的电磁场又称电磁波。
从辐射源到周围空间的电磁波可分为两部分:一部分是在博源附近的电磁波,称为近区感应场,这部分能量并不完全向远方传送,而是波源和感应场通过空间往返交换,在感应场以远空间的电磁场称为远区辐射场,这部分电磁能量是完全辐射出去的。
二、辐射场强分析
辐射场强分布是分析电磁辐射最基本的问题,这种分布受到诸多因素的影响,例如辐射源类型,空间介质的性质,场源周围是否存在反射和折射物体等,因此是一个十分复杂的问题。但是电偶极子和磁偶极子辐射则是最基本、最简单的辐射形式。各种复杂的辐射体都可以近似为许多电偶极子和磁偶极子的组合。因此,一般辐射场强均可用电偶极子和磁偶极子来进行近似计算。
三、天线耦合
天线耦合就是经过天线将电磁波接收。天线有杆状、环状、鱼刺状等。当电磁波传至其表面时,由于电磁波的电场和磁场的高频振荡,在导体中引起电磁感应,产生感生电流,经馈线进入接收电路。
天线耦合就是电磁波在导体中的感应效应。
静心设计的高灵敏度的天线广泛应用于收音机、TV、手机、BP机中。
然而还存在着天意的天线耦合。例如高灵敏度三极管基极管脚虚焊,悬空的基极管脚就成为一根天线,可以接收电磁信号。又如修收音机时,若将改锥触及高频接收电路,就发出咯咯声。改锥就相当于一根天线,由其耦合作用而引起声响。
EMC工程中必须对这种天意的天线耦合特别重视,因为这种“天线”往往很难发现,但它带来的干扰有时却很严重。
四、场对导线的感应耦合
电缆线是设备内部电路暴露在机箱外面的部分,它是由信号回路连接线、电源回路供电线、地线捆在一起构成的。它最容易受到干扰辐射源的耦合而感应出干扰电压或电路。
在导线较短、频率较低时,可把导线和阻抗构成的回路看做理想的闭合环路,电磁场通过闭合回路引起的干扰属于闭合回路耦合,对于电缆线较长、频率很高的情况,更复杂。