电磁辐射理论在电磁兼容测量中的应用分析

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1、电磁辐射理论在电磁兼容测量中的应用分析杨洪波522130198702201610【文章】随着科学技术的迅速发展，电磁兼容测试技术取得了极大的进步。虽然在实际操作当中，电磁兼容测量极具复杂性，但是我们仍然可以通过一系列的研究找出其特定规律。对此，本文以小环天线电磁辐射为突破点，就电磁辐射理论在电磁兼容测量中的应用进行简单的分析与研究，并提出一些可供参考的意见与措施。【关键词】电磁辐射；电磁兼容；频段；磁场电子工程与科学中有一门较为重要的学科为电磁兼容，它主要涉及到电子设备专用设计技术与测试方法，旨在为电

2、子设备提供一种防范外来磁干扰的作用，并将自身所产生的干扰控制在合理范围之内，其中电磁兼容主要涵盖了电磁测量技术、电磁干扰机电磁抑制等技术。电磁理论作为电子工程技术的重要基础，其基本电磁理论均可以由电磁方程推导而出。同样，电磁兼容测量技术与电磁干扰抑制技术也需要电力理论作为重要基础，从而对电磁骚扰等问题进行全面、详细且准确的研究。在具体的电磁兼容测试当中，虽然实际问题较为复杂，但是我们仍然可以将其大致分为小环天线、电小天线两种典型的辐射模式，其次，很多实际电磁辐射源也是此两种典型模式的迭代，因此本文通过

3、对典型辐射模式进行分析，并给出一系列适用于实际辐射源的一般规律。1小环天线电磁辐射如下图所示，小环天线直径小于波长，将小环天线通电之后放置在球坐标系中的X-Y平面，坐标原点与环中心重合。此时，设小圆环面积为A，所流经电流为I，可以得出麦克斯韦方程式（微积分形式），如下：上式中，H为磁场强度、E表示电场强度、B代表磁感应强度、J为电流强度、为电荷分布密度、D表示电位移强度。图1小环天线电磁辐射将上图所展现的小环天线电磁辐射将矢量磁位对其进行推导，可以得出小环天线在空间中某处的电磁分量表达式，具体如下：上

4、式中，r表示坐标原点距场点的距离，，另外，代表波长。在分析小环天线周围磁场分布时应将其分为两种情况加以讨论，分别为近场（感应场）与远场（辐射场）。2感应场与辐射场的特点分析2.1感应场特点在上文的小环天线推导过程当中，我们将作为感应区域，但是在电磁兼容领域却一般将作为感应场区进行处理。众所周知，电磁波电场分量与磁场分量的比值为波阻抗，因此对于小环天线而言，其感应场区的波阻抗可以由上述公式推导而出。由此可知，小环天线感应场区阻抗为虚数，因此也表明了磁场与电场相位差异角为90°左右，会出现能量震荡现象。但

5、需要注意的是，在感应场当中，感应情况不单单是由场源性质与耦合纺织所决定的，其感应导体状态、所处位置与周边环境都会影响到电磁场的实际分布情况，严重时甚至会扰乱正常的电磁场分布。2.2辐射场特点电磁兼容领域内，人们通常将远场区或辐射场区规定为辐射源点相距在的区域。从上述公式中不难看出，辐射场区内只有两个场分量，并没有位于传播方向上，因此辐射场具有以下几类特点：1)电场与磁场相互垂直、时间相位相同；2)电磁波能量传播方向为S=E×H；3)电场E同磁场H正比于4)波阻抗为常数。3电磁辐射理论在电磁兼容测量中的

6、应用3.1固定电子设备（大中型）测试对一些大中型固定电子设备来说，根据不同国家、地区的电磁兼容法律规定都需要对电磁兼容水平进行准确的评估与检测，其中最为关键的项目在于如何测定电子设备在运行当中所产生的电磁辐射、对电X的骚扰电压、电流谐波等。不仅如此，一般固定的电子设备尺寸往往较大且不易挪动，因此很难在条件良好的实验室当中进行操作，因此人们往往通过现场测试的方式对电磁兼容进行评估测定。如下图所示，现场测试辐射干扰要以大中型固定电子设备为中心，并以为半径在一定范围内构建测试圆轨，然后将EMI接收机与测试天

7、线放置于测试圆规之上对辐射干扰进行测定，最后在将EMI接收机与天线于圆规上持续移动开展连续性的测试。在完成整圆轨测试工作之后，便可以大致得出电子设备辐射干扰曲线，从而对电子设备相关参数与技术要求进行考核与评估。图2固定设备辐射干扰测试场地但需要注意的是，由于固定式电子设备体积较大，因此其发射源与电磁辐射发射部位距离较远，从而出现分布区域过大009电子科技ElectronicsTechnology电子制作的问题。而本文所阐述的则是辐射场尺寸小于波长的情况，正因如此，如果在实际测试过程当中出现了这一问题，

8、那么就应该根据实际情况扩大圆轨半径，确保测量的准确性。3.2确定电路板辐射、干扰源电小天线与小环天线所能起到的另一重要作用即电场探头与磁场探头，它能够对电子线路板上的干扰发射源加以探测。将电磁场探头贴近电子线路板时，探头会感应到一系列电路板原件所发出的电磁辐射，然后将接收的感应电磁转化为电信号，最后经放大器放大之后传至EMI接收机，便可以清晰准确的反映出电磁辐射的大致水平与频率。同样，需要考虑到的是，由于近场效应的影响，探头在探测电子线路板元器件电磁量的