电磁兼容概论1

1996年，广州白云机场由于雷电导致指挥系统故障而被迫关闭机场。
美国航空无线电委员会曾在一份文件中提到，由于没有采取对电磁骚 扰的防护措施，一位乘客在飞机上使用调频收音机，使导航系统的指 示偏离10度以上。因此，1993年美国西北航空公司发表公告，限制 乘客在飞机上使用移动电话、调频收音机等，以免骚扰导航系统。
箭在主动段飞行中产生了静电荷，静电放电引起计算机故障，从而导
致飞行失败。 1982年至1988年间，美国黑鹰直升机发生了多起坠机事件，导致22
名现役军人死亡。调查表明，大多数坠机事件都是由于直升机飞得距
无线电发射机太近，飞行控制系统受这些电磁发射的影响，导致了这 些坠机事件。
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电磁兼容 (Electromagnetic Compatibility－ EMC) 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物 构成不能承受的电磁骚扰的能力” GB/T 4365-2003《电工术语 电磁兼容》 “电磁兼容是研究在有限的空间、时间、频谱资源条件下，各种 用电设备(广义的还包括生物体)可以共存，并不致引起降级的一门科 学。”
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航天军事领域
1971年，欧罗巴Ⅱ型火箭首次发射，升空后105s，高度约27km，制 导计算机发生故障，姿态失控，约lmin后，火箭炸毁。调查发现，火
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电磁兼容概论
孙亚秀 哈尔滨工程大学 舰船电磁兼容研究中心
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差模电压（differential mode voltage）
一组规定的带电导体任意两根之间的电压。

共模电压（common mode voltage）
每个导体与规定参考点（通常是机壳或地）之间的 电压。
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电磁兼容的测量单位
1、功率
功率的基本单位为瓦(W)，即焦耳/秒(J/s)。为了表示 宽的量程范围，常常引用两个相同量比值的常用对数， 以“贝尔”为单位。 P2 P lg 贝尔 P 1 贝尔是个较大的值。为了使用方便，采用贝尔的1/10，即 分贝(dB)
• 1982年马岛战争的谢菲尔德号击沉事件
被AM-39“飞鱼”反舰导弹击中的“谢菲尔德”号驱逐舰
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法国“超军旗”舰载攻击机
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（对骚扰）抗扰度（immunity to a disturbance）
设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
电磁敏感度（electromagnetic susceptibility——EMS）
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教学方式
• 理论讲授: 幻灯片、板书 • 课堂讨论
• 自学
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人类健康的潜在危险
电磁辐射大于一定限值时，会使人产生失眠、嗜睡等植物神经功能紊
乱，以及脱发、白血球下降、视力模糊、晶状体混浊、心电图改变等
症状。 手机20%的辐射功率都被脑部吸收了，平时对基站的无线电信号的接 受对波及范围的人影响不大，但当发话时，其顶部的发射天线附近会 产生较强的高频电磁波，5~10cm处范围可达100~500μW/cm2
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电磁噪声 (Electromagnetic Noise)
一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。 噪声和信号的区别在于是否携带信息。
课程中文名称：电磁兼容概论
英文名称 ：Introduction to Electromagnetic Compatibility 学时/学分：32/2 适用方向：舰船电磁兼容 任课教师： 孙亚秀
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教材和参考文献
《电磁兼容导论》，clayton R.Paul 著，闻映红译，机械工业出版社，2005 《电磁兼容原理与应用》》，韦斯顿（加拿大），机工业出版社，2006 《电磁兼容设计基础及干扰抑制技术》，钱照明，浙江大学出版社，2000 《电磁兼容性原理及应用》 ， 湖北省电磁兼容学会 编，国防工业出版社，1996
手机来电时使电视或计算机显示器出现杂乱的画面，使收
音机收到噪声;
冰箱压缩机启动时，造成家用计算机的错误动作等。
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民航领域
1992年，深圳国际机场由于雷电导致设备过电压，25套通讯、雷达、 导航设备中有5套损坏，几乎使机场停业;
微波老鼠’丧失记忆报告
对老鼠进行了45分钟的低能量辐射，大体上相当于一部移动电话发
射的能量，结果发现，老鼠在接受辐射后短时间内产生了头脑混乱的 现象
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电磁兼容概论
• 第一部分 电磁兼容基础知识
• 介绍电磁兼容的历史、基本概念和术语、国内外标准及制定标准的委 员会、电磁干扰测量设备和方法、测量单位、电磁干扰形成的三要素 等。
在存在电磁骚扰的情况下，设备或系统不能避免性能降低的能 力。 注：敏感度高，抗扰度低。
电磁发射（electromagnetic emission）
从源到外发出电磁能量的现象
电磁辐射（electromagnetic radiation）
电磁能量以电磁波辐射的形式发射到空间的现象。
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辐射耦合 (radiated coupling)
电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁波的形式向外传播，骚扰电磁能且按 电磁场的规律向周围空间发射。辐射发射有时也将感应现象包括在内。具体 包括静电耦合、磁场耦合以及电磁耦合。
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电磁兼容标准强制实施
为了规范电子产品的电磁兼容性，所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电 磁兼容标准。
市场竞争日益激烈
电子、电器产品的电磁兼容性是一项非常重要的质量指标，随着中国国家强制认 证的出台和不断完善，企业对电磁兼容的要求日益提高，所以要想使产品能先占领市 场，必须缩短产品的开发周期而且要满足相应的电磁兼容标准。
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 物质产生损害作用的电磁现象。
注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。
电磁干扰 (Electromagnetic Interference - EMI)
由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
区别：电磁骚扰仅仅是指客观存在的一种电磁现象，它可能造成损害，但不一定已经形成 后果。而电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。“电磁骚扰”和“电磁干扰”分别表 示“原因”与“后果”。过去“骚扰”与“干扰”常混用。
• 第六部分 通信系统中的电磁兼容标准和测量方法
• 介绍国内外通信系统的电磁兼容标准和相应的测量设备及方法。
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第一部分 电磁兼容基础知识
• 电磁干扰与电磁污染的危害案例
教学目的
电磁干扰和电磁污染的危害日益严重
在科技飞速发展的现代社会，人们已经进入了一个高度文明的电子信息时代，同 时由于现代科技的高速发展，射频设备功率成倍增加，地面上的电磁辐射大幅度增加， 目前已达到直接威胁人体健康的程度。而且随着电子技术、计算机技术的发展，一个系统
中采用的电气及电子设备数量也在增加，信息传输速率提高，灵敏度提高，因此，电磁兼容 问题日益突出。
• 第二部分 电磁兼容的基本抑制技术
• 简单介绍屏蔽技术、滤波技术、接地和搭接技术。
• 第三部分 线路板和电缆的电磁兼容性设计
• 介绍PCB板的电磁兼容性设计原则和电缆的干扰耦合机理的产生及相应的抑 制措施，并结合实际情况介绍电磁干扰的诊断过程及解决方法。
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1992年医疗设备的失灵
塑料焊接机对病人的监控系统产生了干扰，致使没有探测到病 人手臂中的血液循环停止，后来这位病人的手臂被切除
1989年南京的雷电引起的油库爆炸
雷击引起的浪涌电压属于高能电磁骚扰，具有很大的破坏力
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耦合途径（coupling path）
电磁能量从源到另一电路或装置所经的途径。
传导耦合(conducted coupling ) 在骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，电磁骚扰连接电路从
骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备。从广义上说，传导发射还包括不同设备、 不同电路使用公共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。
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“飞鱼”反舰导弹击中目标的瞬 间
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电磁兼容的重要术语
电磁骚扰 (Electromagnetic Disturbance)
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• 第四部分 通信系统中的电磁干扰
• 介绍发射机的杂散发射、无线电波的杂散干扰和移动通信的电波干扰 等
• 第五部分 通信系统中的电磁兼容技术
• 介绍无线通信的频率配置、频道间隔和频道的分组方式，无线电频率 的电磁兼容技术、蜂窝移动通信的电磁兼容技术等。
• 电磁兼容的重要术语
• 电磁兼容的测量单位 • 电磁耦合机理与干扰发射
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电磁干扰与电磁污染的危害案例
常见案例
汽车发动机的点火会对电视机造成干扰，并以条纹方式出 现在电视画面上;