电磁干扰分析预测
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第7章
电磁干扰分析预测
电磁兼容性设计
电磁兼容性试验
第7章 电磁干扰预测
一、电磁干扰预测目的和作用
用理论计算的方法对电子设备或系统的电磁兼容特 性进行分析，目的在于发现系统中不兼容环节，评价系 统的安全裕度，为电磁兼容设计提供依据。
二、电磁干扰预测建模
1、电磁干扰预测的建模方法 （1）函数描述法或函数拟合法
fSR ( pfLo fIF ) / q
p为本振谐波次数，q为干扰信号谐波次数
四、电磁干扰接收机模型
4、接收机互调
[带外几个干扰信号或谐波之间互相取和或取差，出现新
的频率分量，落入带内，形成干扰威胁。]中频互Fra bibliotek频率：带宽
mf1 nf2 foR BR
四、电磁干扰接收机模型
5、接收机交调
频率不相同的无线电调制干扰同时作用下，接收机输出端 信号频谱结构的变化叫交叉失真。被接收信号受到干扰调制 频率的调制。
面两个截面图来表示。主瓣部分叫有意辐射区，非主瓣部 分叫非有意辐射区。
电磁兼容预测中，天线的方向性必须数值化后，才能 用计算机进行处理，通常的数值化方法有两种，第一种是 函数拟合法，第二种是折线拟合法。
五、天线模型
2、全向天线的方向性图 单根垂直辐射器（鞭状天线）指水平全向。
简单垂直辐射器水平面方向性数学模型：
例：单频率电压源
二、电磁干扰预测建模
5、耦合通道模型 传导型耦合模型 例：相距很近的两导线间电容耦合模型 辐射型耦合模型 例：天线近场耦合模型
二、电磁干扰预测建模
6、接收器模型 以接收无线电波为主要功能的接收机
普通模拟或数字电路组成的电子设备
三、电磁干扰发射机模型
1、基波信号 2、基波的谐波 3、本振信号 4、本振的谐波 5、非谐波信号 6、噪声信号
例：节点探测
0
1
-20
-40 -60
-80 6
35
42 22
-100
-120 0.1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1
2 3 4 5 7 10
相对于基频的频率 (f / fot)
三、电磁干扰发射机模型
1、基波发射模型 （1）基波辐射幅度模型
基波功率最大，是最严重的潜在干扰源
在多台发射机的情况下，基波的平均功率为：
G() Gmax
复杂广播天线或通信天线数学模型： G() G G 2
标准偏差 2dB 左右。
五、天线模型
3、定向天线的方向性图 虽然在主波束占据的区域（有意辐射区），天线的方
向性图可以精确地用函数表示，但为了数值计算，仍然用 折线模拟法来迫近方向图。
有意辐射区：G(,) Gmax 3 （平均功率增益与方向无关）
形成交调干扰频率要求不像互调那样严格，在邻近频道内 任意频率的单一干扰信号都有可能产生交调。
四、电磁干扰接收机模型
6、接收机减敏 接收机邻近调谐频率有一个或多个强干扰信号作用，导 致接收机前端信号增益下降。即灵敏度减弱。
阻塞干扰
例：干扰CDMA
五、天线模型
1、天线的方向性 天线的方向图是三维空间的图，一般用水平面和垂直
用特定频带区间B内辐射输出的概率表示，这种可能的概率可 用下式表达：
pH B f oT
抑制方法：在发射机的不同环节，注意布线，改善高低电平 电路间的屏蔽。
四、电磁干扰接收机模型
1、接收机的选择性
接收的质量取决于信号--干扰比，通常用dB表示（任何实际 的接收机都不是理想的通带，都具有接收带外信号的能力。干 扰影响的程度取决于接收机的频率特性）
例如：用函数描述天线的方向图
二、电磁干扰预测建模
1、电磁干扰预测的建模方法 （2）折线拟合法
f
二、电磁干扰预测建模
2、干扰余量
IM = PI - PR PI 干扰源的有效干扰功率，PR 敏感设备的敏感度门限
IM>0，存在潜在干扰 IM<0，系统电磁兼容 IM=0，系统处于临界状态 例：手机狗 电视 对讲机静噪
Pi (Nfoi ) Pi Alog N B
使用简单的低通滤波器，可以将谐波幅度降到有用发射 -60dB。但大功率发射机中，仍有必要加装调谐滤波器，以 降低谐波幅度。 谐波虽小，但在近距离有同数量级干扰。例：无人机图传
三、电磁干扰发射机模型
3、非谐波发射模型
除了基波及其谐波辐射以外，还含有非谐波信号和热 噪声等干扰信号，且很难找到与基频的规律关系。
主通道选择性模型：
S(f ) S(fi ) Si lg(f / fi )
S(f ) 表示接收机中频选择性 Si 表示选择性曲线斜率 S(fi ) 表示偏离调谐频率位置的选择性
四、电磁干扰接收机模型
3、乱真响应模型 超外差接收机对带外信号的接收，产生乱真响应。 单次变频超外差接收机能产生乱真响应的频率为：
二、电磁干扰预测建模
3、功能质量指标 具体到某一个设备，用反映其自身功能的某一重
要指标作为质量指标Q 。 如：数字设备的误码率 雷达系统的检测概率 图像侦查系统的分辨率
二、电磁干扰预测建模
4、干扰源模型
辐射干扰源模型 通常用功率或场强表示 例：发射机模型
传导干扰源模型 通常用电流源模型和电压源模型表示
实际上发射机的基波输出并不限定在单一频率上，它是分 布在基波附近的频带内，由基带调制特性决定。
调制包络函数表示：
M
(f
)
M
(f
i
)
M
i
log
f f i
例：OFDM正交频分复用
无用 发射
浪费能量
对相邻信道干扰
f
三、电磁干扰发射机模型
2、谐波发射模型
谐波的幅度在所有发射机输出中是除基波外最大的。 谐波发射的平均功率为
非有意辐射区：平均功率增益为-10dB
理想的选择曲线 实际的选择曲线 选择性用形状系数表示：
K x BxdB / B3dB
f0-Δf f0 f0+Δf
四、电磁干扰接收机模型
2、基本接收通道模型 [同样可用函数拟合法和折线拟合法两种处理方法]
(除了主接收通道，都存在附加接收通道，如中频接收 通道，镜频接收通道。) 例：100MHz接收机，中频为20MHz，本振80MHz，镜频60MHz
PT
1 M
M
PTi
i 1
例：基站、战车群
标准偏差用下式表达：
1
T
1 M 1
M i 1
PTi
PT
2 2
0 -20 -40 -60 -80 -100 -120
0.1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1
2 3 4 5 7 10
三、电磁干扰发射机模型
1、基波发射模型 （2）基波辐射频率特性
电磁干扰分析预测
电磁兼容性设计
电磁兼容性试验
第7章 电磁干扰预测
一、电磁干扰预测目的和作用
用理论计算的方法对电子设备或系统的电磁兼容特 性进行分析，目的在于发现系统中不兼容环节，评价系 统的安全裕度，为电磁兼容设计提供依据。
二、电磁干扰预测建模
1、电磁干扰预测的建模方法 （1）函数描述法或函数拟合法
fSR ( pfLo fIF ) / q
p为本振谐波次数，q为干扰信号谐波次数
四、电磁干扰接收机模型
4、接收机互调
[带外几个干扰信号或谐波之间互相取和或取差，出现新
的频率分量，落入带内，形成干扰威胁。]中频互Fra bibliotek频率：带宽
mf1 nf2 foR BR
四、电磁干扰接收机模型
5、接收机交调
频率不相同的无线电调制干扰同时作用下，接收机输出端 信号频谱结构的变化叫交叉失真。被接收信号受到干扰调制 频率的调制。
面两个截面图来表示。主瓣部分叫有意辐射区，非主瓣部 分叫非有意辐射区。
电磁兼容预测中，天线的方向性必须数值化后，才能 用计算机进行处理，通常的数值化方法有两种，第一种是 函数拟合法，第二种是折线拟合法。
五、天线模型
2、全向天线的方向性图 单根垂直辐射器（鞭状天线）指水平全向。
简单垂直辐射器水平面方向性数学模型：
例：单频率电压源
二、电磁干扰预测建模
5、耦合通道模型 传导型耦合模型 例：相距很近的两导线间电容耦合模型 辐射型耦合模型 例：天线近场耦合模型
二、电磁干扰预测建模
6、接收器模型 以接收无线电波为主要功能的接收机
普通模拟或数字电路组成的电子设备
三、电磁干扰发射机模型
1、基波信号 2、基波的谐波 3、本振信号 4、本振的谐波 5、非谐波信号 6、噪声信号
例：节点探测
0
1
-20
-40 -60
-80 6
35
42 22
-100
-120 0.1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1
2 3 4 5 7 10
相对于基频的频率 (f / fot)
三、电磁干扰发射机模型
1、基波发射模型 （1）基波辐射幅度模型
基波功率最大，是最严重的潜在干扰源
在多台发射机的情况下，基波的平均功率为：
G() Gmax
复杂广播天线或通信天线数学模型： G() G G 2
标准偏差 2dB 左右。
五、天线模型
3、定向天线的方向性图 虽然在主波束占据的区域（有意辐射区），天线的方
向性图可以精确地用函数表示，但为了数值计算，仍然用 折线模拟法来迫近方向图。
有意辐射区：G(,) Gmax 3 （平均功率增益与方向无关）
形成交调干扰频率要求不像互调那样严格，在邻近频道内 任意频率的单一干扰信号都有可能产生交调。
四、电磁干扰接收机模型
6、接收机减敏 接收机邻近调谐频率有一个或多个强干扰信号作用，导 致接收机前端信号增益下降。即灵敏度减弱。
阻塞干扰
例：干扰CDMA
五、天线模型
1、天线的方向性 天线的方向图是三维空间的图，一般用水平面和垂直
用特定频带区间B内辐射输出的概率表示，这种可能的概率可 用下式表达：
pH B f oT
抑制方法：在发射机的不同环节，注意布线，改善高低电平 电路间的屏蔽。
四、电磁干扰接收机模型
1、接收机的选择性
接收的质量取决于信号--干扰比，通常用dB表示（任何实际 的接收机都不是理想的通带，都具有接收带外信号的能力。干 扰影响的程度取决于接收机的频率特性）
例如：用函数描述天线的方向图
二、电磁干扰预测建模
1、电磁干扰预测的建模方法 （2）折线拟合法
f
二、电磁干扰预测建模
2、干扰余量
IM = PI - PR PI 干扰源的有效干扰功率，PR 敏感设备的敏感度门限
IM>0，存在潜在干扰 IM<0，系统电磁兼容 IM=0，系统处于临界状态 例：手机狗 电视 对讲机静噪
Pi (Nfoi ) Pi Alog N B
使用简单的低通滤波器，可以将谐波幅度降到有用发射 -60dB。但大功率发射机中，仍有必要加装调谐滤波器，以 降低谐波幅度。 谐波虽小，但在近距离有同数量级干扰。例：无人机图传
三、电磁干扰发射机模型
3、非谐波发射模型
除了基波及其谐波辐射以外，还含有非谐波信号和热 噪声等干扰信号，且很难找到与基频的规律关系。
主通道选择性模型：
S(f ) S(fi ) Si lg(f / fi )
S(f ) 表示接收机中频选择性 Si 表示选择性曲线斜率 S(fi ) 表示偏离调谐频率位置的选择性
四、电磁干扰接收机模型
3、乱真响应模型 超外差接收机对带外信号的接收，产生乱真响应。 单次变频超外差接收机能产生乱真响应的频率为：
二、电磁干扰预测建模
3、功能质量指标 具体到某一个设备，用反映其自身功能的某一重
要指标作为质量指标Q 。 如：数字设备的误码率 雷达系统的检测概率 图像侦查系统的分辨率
二、电磁干扰预测建模
4、干扰源模型
辐射干扰源模型 通常用功率或场强表示 例：发射机模型
传导干扰源模型 通常用电流源模型和电压源模型表示
实际上发射机的基波输出并不限定在单一频率上，它是分 布在基波附近的频带内，由基带调制特性决定。
调制包络函数表示：
M
(f
)
M
(f
i
)
M
i
log
f f i
例：OFDM正交频分复用
无用 发射
浪费能量
对相邻信道干扰
f
三、电磁干扰发射机模型
2、谐波发射模型
谐波的幅度在所有发射机输出中是除基波外最大的。 谐波发射的平均功率为
非有意辐射区：平均功率增益为-10dB
理想的选择曲线 实际的选择曲线 选择性用形状系数表示：
K x BxdB / B3dB
f0-Δf f0 f0+Δf
四、电磁干扰接收机模型
2、基本接收通道模型 [同样可用函数拟合法和折线拟合法两种处理方法]
(除了主接收通道，都存在附加接收通道，如中频接收 通道，镜频接收通道。) 例：100MHz接收机，中频为20MHz，本振80MHz，镜频60MHz
PT
1 M
M
PTi
i 1
例：基站、战车群
标准偏差用下式表达：
1
T
1 M 1
M i 1
PTi
PT
2 2
0 -20 -40 -60 -80 -100 -120
0.1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1
2 3 4 5 7 10
三、电磁干扰发射机模型
1、基波发射模型 （2）基波辐射频率特性