輻射騷擾機理診斷和抑制措施

李吳珩

摘 要：輻射騷擾是電磁兼容性測試項目之一，其騷擾電流可分為差模電流和共模電流。文章通過分析輻射騷擾機理，給出抑制措施，提高電磁兼容性。

關鍵詞：輻射騷擾；騷擾機理；抑制措施

1 輻射騷擾機理診斷

產品的電磁兼容性是工程師在設計產品時必須考慮的問題，電磁兼容不合格不僅影響產品的性能和穩定性，同時還會對其周圍的電氣設備造成影響。輻射騷擾是電磁兼容性中重要的騷擾之一。抑制輻射騷擾，首先要了解清楚輻射機理，才能快速有效地分析引起輻射騷擾的原因，并采取有效抑制措施。

電磁輻射耦合到電源線上的騷擾電流可分解為共模電流和差模電流。一般差模電流大于共模電流，但是，共模電流也不能忽略。因為對于1m長的間距為50mil的帶狀傳輸線，在受到頻率為30MHz，大小是20mA的差模電流時，可以產生40dBuV/m的輻射騷擾。而對于只有8uA共模電流，就會產生同樣大小的輻射騷擾，所以共模電流的騷擾在輻射騷擾中占主要地位。

1.1 共模騷擾的診斷測量

電流探頭是產品設計中常規的診斷工具，它可以快速有效地診斷出產品共模電流引起的騷擾是否超標。打開電流探頭的夾子，把載有待測電流的導線沿電流探頭的鐵氧體芯放置，然后關閉夾子，這樣就可以測出感應電壓，并且感應電壓與通過電流探頭的電流成正比。

因此依據頻譜分析儀測量的波阻抗z與測試距離r的關系，可以判別出是共模輻射還是差模輻射，對此給出相應的方案來抑制輻射騷擾。

2 輻射騷擾抑制措施

（1）減小差模電流值。

（2）減小環路面積。

第一種方法可以通過減小時域電流的峰值、減慢脈沖的上升/下降時間或脈沖的頻率來實現，因為傳輸函數（=Kf2A ）與輸入信號的頻譜相乘就可得到接收電場的強度ED，而傳輸函數與頻率有關，減小脈沖的頻率可以相應的減小接收的電場強度；還可以用全電容濾波器減小差模電流。第二種方法應盡量避免信號線與地線形成大的環路，并且盡量減小信號線間的距離。

由（1.2）式共模輻射的模型可知共模輻射與信號的頻率、共模電流和導線的長度成正比，與測試距離成反比。與差模模型一樣，共模模型的信號頻率和測試距離是確定的，因此可以通過以下的方法減小共模電流所產生的輻射場：

（1）減小共模電流。

（2）減小導線長度。

第一種方法可以通過減小時域電流的峰值、減慢脈沖的上升/下降時間或脈沖的頻率來實現；增加共模扼流圈、利用鐵氧體磁珠、EMI 濾波器能夠減小差模電流。第二種方法應減小信號線的長度，盡量減小導線的長度。

抑制輻射最常用的方法有：接地、屏蔽和濾波。

（1）接地。器件接地不良或接地點電位不等于零，易產生共模輻射，所以元器件要合理接地。接地有單點接地、多點接地和浮地。

（2）屏蔽。屏蔽是系統內部防止輻射騷擾的最好方法。屏蔽的作用將輻射區域或敏感區域用金屬殼體封閉起來，這個殼體可以做成隔板式、盒式，也可以做成電纜屏蔽或連接屏蔽。

（3）濾波。用電感、電容和電阻組成的濾波器對某一頻段抑制。濾波器可以由L、C、R元件組成，也可以由等效于這些元件的其他器件構成，但是在設計濾波器時要考慮L、C的高頻特性。

3 結束語

由于共模輻射在輻射騷擾中占主導地位，文章首先給出了共模輻射的診斷測量方法。然后根據進場區差模輻射和共模輻射的輻射模型以及與波阻抗的關系，給出了輻射騷擾機理快速診斷的方法，為提出抑制輻射騷擾采取的措施提供了依據，并且節省了設計、整改時間和精力。最后給出了抑制輻射騷擾的措施，為整改輻射騷擾提供參考。

參考文獻

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作者簡介：李 （1985-），男，安徽省滁州市人，工作單位：安徽中認倍佳科技有限公司，職務：中心經理，研究方向：電磁兼容。