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本期目錄1.1.2電源耦合1.1.3輻射耦合1.1.3.1電磁場的産生1.1.3.2波阻抗1.1.3.3耦合方式1.2發射1.2.1輻射發射1.2.1.1來自印製電路板的輻射1.1.2電源耦合所干擾能夠從干擾源經電源配電網路進人受害者，因兩者是連接在一起的。因此對高頻不利，儘管從線路上可以容易地預測阻抗，但是在高頻時很難精確估算。在電磁相容試驗中，電源的射頻阻抗可用50Ω網路並聯50μH電感近似表示（LISN）。對於短距離傳輸線，例如在同一線路上臨近的設備，兩個設備經電源線的耦合可用圖1.5的等效電路描述。對於較長的距離，在10MHz以下，電源電纜是損耗很低的，特性阻抗約爲150一200Ω的傳輸線。然而在任何一個局部配電系統中，因負載連線、電纜接頭和配電元件起的騷擾和間斷將是影響射頻傳輸特性的主要因素。所有這些因素將增加損耗。圖1.5經電源網路的耦合1.1.3輻射耦合爲了理解能量是如何通過沒有互聯的較遠的距離從源耦合到受害者的，需要瞭解一些電磁波傳播的特性。本節介紹一些必要的概念。電磁波理論在許多著作中都有論述。1.1.3.1電磁場的産生電場（E場）産生於兩個具有不同電位的導體之間。電場的單位爲m/V，電場強度正比於導體之間的電壓，反比於兩導體間的距離。磁場（H場）産生於載流導體的周圍，磁場的單位爲m/A，磁場正比於電流，反比於離開導體的距離。當交變電壓通過網路導體産生交變電流時，産生電磁（EM）波，E場和H場互爲正交同時傳播。傳播速度由媒體決定；在自由空間等於光速3×108m/s。在靠近輻射源時，電磁場的幾何分佈和強度由干擾源特性決定，僅在遠處是正交的電磁場。如圖1.6。圖1.6電磁場1.1.3.2波阻抗電場強度與磁場強度之比稱爲波阻抗（圖1.7）。對於任何已知電磁波，波阻抗是一個十分關鍵的參數，因爲它決定了耦合效率，也決定了導體的遮罩效能。對於遠場，d＞λ/2π，電磁波稱爲平面波，平面波的阻抗是恒定的，等於公式1.3所示的自由空間的阻抗：在近場，d＜λ/2π，波阻抗由輻射源特性決定。小電流、高壓電輻射體（例如棒）主要産生高阻抗的電場，而大電流、低電壓輻射體（例如環）主要産生低阻抗磁場。如果輻射體阻抗正好約377Ω，那麽實際在近場能産生平面波，這取決於輻射體形狀。λ/2π附近的區域，或近似六分之一波長的區域，是近場和遠場之間的傳輸區域。平面波總是假設是在遠場，當分別考慮電場或磁場波時，則假設是在近場。圖1.7波阻抗1.1.3.3耦合方式差模、共模和天線模輻射場耦合是學習電磁相容的基本概念。在本書中這些概念將以各種形態反復出現。在騷擾的發射和入侵耦合方面都要應用。差模考察一根電纜連接起來的兩台設備，圖1.8。電纜中兩根靠近的導線傳輸差模（去和回）信號電流。輻射場可以耦合到這個系統，並在兩根電線之間感應出差模騷擾；同樣，差模電流自身産生輻射場。地參考面（可以是設備外部，也可以是設備的支撐結構）在耦合中不起作用。共模電纜上還傳輸共模電流，即在每根導線上都以同一方向流動。這些電流通常與信號電流毫無關係。共模電流可以由外部電磁場耦合到由電纜、地參考面和設備與地連接的各種阻抗形成的回路引起。共模電流可以引起內部差模電流，設備對差模電流是敏感的。另外，共模電流也可以由地平面和電纜之間的內部雜訊電壓引起，這是輻射發射的主要原因。需要注意的是，與導線和設備外殼有關的寄生電容和電感是共模耦合回路的主要部分，在很大程度上決定著共模電流的輻度和頻譜分佈。這些寄生電抗是偶然産生的，而不是設計的，因此控制或預測這些參數比控制或預測那些決定差模耦合的參數，例如電纜的間隔和濾波參數，更困難。天線模天線模電流沿電纜和地平面同向傳輸。天線模電流通常不是由內部雜訊的産生，但是當整個系統．包括接地平面，暴露于外場時，天線模電流將會流動。例如．飛機飛入雷達發射的波束區域時；飛機機身作爲內部設備的接地平面，它象內部導線一樣傳輸同樣的電流。當不同的電流通路上的阻抗不同時，天線模電流會變爲差模或共模，只有這時，天線模才成爲系統的輻射場敏感性問題。圖1.8輻射耦合方式1.2發射當你按照規範設計産品，卻缺乏有關系統或系統工作的環境的知識，你應區別發射和敏感度兩個概念，設計産品使滿足發射和敏感度的最低要求。各種標準中規定了極限值，但是個別用戶或市場部門可能有特殊的要求。在那些來自國際無線電干擾特別委員會（CISPR）的標準中，發射又分爲系統産生的輻射發射和以共模電流形式出現在介面和電源電纜上的傳導發射。通常，輻射（高頻）和傳導（低頻）之間的分界點在30MHz。輻射發射本身可以分爲來自內部印製電路板或其他導線的發射，以及連接設備的外部電纜上的共模電流發射。1.2.1輻射發射1.2.1.1來自印製電路板的輻射在多數設備中，主要的發射源是印製電路板（PCB）上電路（時鐘、視頻和資料驅動器，及其它振蕩器）中流動的電流。來自PCB的輻射發射可用載有騷擾電流的小環天線（圖1.9）模型描述。小環是指其尺寸小於感興趣頻率的四分之一波長（λ／4）（例如75MHz爲lm）。多數PCB環路當發射頻率到幾百兆赫時仍認爲是“小”的。當其尺寸接近λ／4時，環路上不同點的電流相位是不同的，這個效應可在指定點上降低場強。當一個環路在地平面上時，在距環路10m處的最大電場強度與頻率的平方成正比：在自由空間中，電場隨著離源的距離按正比例地下降。這裏使用10m是因爲這是歐洲輻射發射標準的標準測量距離。對於最壞的情況，由於地平面的反射，考慮最壞情況時要將輻射場強增加一倍。這也是符合試驗標準要求的。公式中的環路面積必須是已知的，這個環路是由信號電流和回流構成的環路。公式4假設IS是在單一頻率上。由於方波有豐富的諧波，Is必須應用付裏葉計算。評估PCB設計你可以利用公式1.4來粗略地預測已知PCB是否要加額外的遮罩。例如，若A＝10cm2，Is＝20mA，f=50MHz，電場強度E爲42dBμV／m，它超過了歐洲B級極限值12dB。如果頻率和工作電流是固定的，並且環路面積不能減小，則遮罩是必要的。但是反過來推導的結論是不成立的，即根據公式1.4預測PCB的差模輻射不超標，並不能說明設備不需要遮罩。因爲PCB上小環路的差模電流決不是僅有的輻射發射源；在PCB上流動的共模電流，特別是電纜上流動的共模電流，對輻射起更大的作用。PCB上的共模電流，與差模電流（克希霍夫電流定律決定）相比，是很難預測的。共模電流的返回通路常常是經雜散電容（位移電流）至其他臨近物體，因此一個完整的預測方案必須詳細考慮PCB和其外殼的機械結構以及對地和對其他設備的接近程度。正是由於這種原因，電磁相容落了個“黑色藝術”的稱號。圖1.9印製電路板的電磁輻射