電磁兼容及其防護與檢測技術

摘 要：電磁兼容已經成為人們生活息息相關和普遍關注的問題，文章主要概述了電磁兼容的檢測技術與其防護相關的研究進展。

關鍵詞：電磁兼容；電磁兼容防護；電磁兼容檢測

引言

隨著國民經濟的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，越來越多的電氣設備和電子產品融入到人們的日常生活當中，人們生存空間中存在的電磁能量也在不斷的增加，電磁對于人們的生產和生活的影響也越來越大。如果在這樣復雜的電磁環境中，保證生產的各種設備之間的正常運行和惡劣的電磁環境對人們生活的影響，成了現代社會亟待解決的問題。

電磁兼容性（EMC）是評價各類設備和系統在指定的電磁環境中，不會受到惡劣的電磁環境的影響而失效不能正常工作，或者設備和系統的整體功能是否下降的指標。其要求設備或系統，在惡劣的電磁環境中，不管是傳導電磁還是輻射電磁，都不會使其對周邊的環境才是不良影響，或者影響設備或系統本身的性能。而另一個指標電磁敏感度，則是衡量設備或系統本身對環境或其他設備造成的電磁干擾程度。

1 電磁兼容檢測技術

對于設備的電磁兼容測試，主要包括設備的輻射發射值、輻射敏感度和屏蔽效能測試。其中輻射發射值其測試的目的是測試設備對環境在全頻段的電磁干擾。輻射敏感度則是測試設備受環境電磁干擾的抗擾度測試。屏蔽效能測試時阻斷干擾耦合通道的能力測試。此三項測試也符合了電磁干擾的三大要素的要求，電磁干擾對環境或設備造成影響需要電磁干擾源、電磁干擾接收裝置和電磁耦合通道。

1.1 電磁兼容測試儀器

電磁兼容檢測的核心儀器為頻譜分析儀，該設備能夠自動檢測電磁兼容的相關的參數，并快捷、準確的通過圖表的方式顯示。為了全方位的對設備中的各個部件、PCB板和電纜進行全方位的電磁兼容檢測。則需要使用新型的電磁兼容掃描儀，并結合頻譜分析儀；便能夠實現電磁兼容檢測的可視化。電磁兼容檢測的其他設備還包括干擾發射器、干擾接收機和天線等附件。

1.2 電磁兼容測試場地

不同的電磁環境對于電磁兼容檢測的結果是截然不同的，主要是因為不同的測試場地對于電磁波的反射、折射率是不同的，因此導致疊加的電磁場場強也不同。電磁兼容的測試場所主要有：開闊試驗場、屏蔽室、電波暗室等。

（1）開闊試驗場。其場地設計為以橢圓形狀，且場地周圍無反射物，地表鋪設平坦且電導率均勻的金屬接地板。將被測設備與接收天線分布置于橢圓的焦點位置。其主要測試對象為大型的機電設備，測試的頻率范圍為30-1000MHz。

（2）屏蔽室。該場地的墻體和天花板均使用金屬網格或者金屬板拼接成六面體形狀。這樣的屏蔽室是相當于法拉第電籠，不會受到外界電磁的干擾，同時在屏蔽室內進行電磁輻射場大的設備測試也不會對周邊的環境造成影響。缺點是在一定的電磁頻率內會使屏蔽室產生諧振，此時的屏蔽效果將會大大降低。

（3）電波暗室。電波暗室能夠模擬無反射的電磁環境，通過在電波暗室內各個墻體上安裝電波吸收材料，能夠吸收任何入射到墻體上的電磁波，消除反射電磁對測試的影響。雖然造價相對較高，但是其內部無反射電磁波，更不存在電磁污染，因此是電磁兼容測試的理想場地。

1.3 電磁兼容測試方法

對于電磁兼容的測試方法，其主要分為三種測試方式：直接測試、替代測試和自動測試。

（1）直接測試。直接測試需要按照電磁兼容測試的標準的要求對設備進行測試，不管是實驗室的場地配置要求還是設備運行的狀態要求都應符合電磁兼容測試標準，其測試結果相對精確，但是其對測試場地和測試儀器設備的要求較高，費用較大。

（2）替代測試。由于直接測試的方式，對于測試場地和測試儀器設備的要求過高，費用較大，一般的生產企業不能負擔。替代測試是指在測試結果有一定的可比性的條件下，采用替代場地和替代測試儀器對設備進場電磁兼容測試的過程，此類方法可以降低測試成本，但是其測試結果存在一定誤差和對比，且測試的范圍較窄。

（3）自動測試法。自動測試法，是指在同等的電磁環境下，在設備的輸入端和輸出端分別設備相應的電磁噪聲發生器和電磁噪聲測量儀。由于是處于同等的電磁環境中，因此電磁噪聲發生器和電磁噪聲測量儀可以相互校準。使得測試設備在電磁噪聲測量儀上得到的結果相當于背景無電磁干擾的環境之中。這種電磁兼容檢測方式雖然簡單且準確，但是能夠測試的電磁兼容項目相對有限。

2 電磁兼容的防護

根據電磁干擾形成的三要素，要對電磁干擾進行防護必須通過屏蔽、濾波、接地、隔離等措施才能有效的杜絕電磁干擾。從干擾源處控制干擾的產生是治本的方式，降低干擾源電磁發射可以通過研究降低電磁噪聲幅值的技術和通過屏蔽干擾源、對干擾源進行濾波和接地處理等。屏蔽是指通過運用各類的導電材料將干擾源與外界隔離開，在干擾源上形成法拉第電籠，從而杜絕干擾源對外界造成電磁干擾。濾波是指通過在干擾源的輸出端設置濾波器，迫使干擾源的電磁噪聲通過低阻的濾波通道，從而減少干擾源對外界的電磁干擾。線路接地的主要目的為了泄放電荷或建立電路基準電平而設置的導線連接。

3 結束語

由于電氣、電子設備的普遍使用，電磁干擾也普遍的存在于人們的生產和生活中，電磁干擾的檢測與抑制問題也越來越得到人們的關注。電磁兼容的檢測必須嚴格的按照電磁兼容檢測的標準和規范進行測試，并且要求被測設備的相關參數不得超出，電磁兼容檢測標準所設定的閾值。電磁兼容檢測的過程復雜且測試的項目也較多，測試結果也受測試者的經驗和實驗室的技術水平限制，因此其多次多人的測試結果并不理想。因此亟需建立自動的電磁兼容檢測系統和研究更加科學的測試手段。同時電磁干擾的防護也不容忽視，做到杜絕與源頭，改善人們生產、生活的電磁環境。

參考文獻

[1]周香.混波室設計及其在電磁兼容測試中的應用[D].南京：東南大學，2005.

[2]陳淑鳳，馬蔚宇，馬曉慶.電磁兼容試驗技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2001.

[3]韓智，傅士冀，傅軍，等.電磁兼容抗擾度試驗及作用[J].湖北電力2002，26（5）：11-12.

[4]楊克俊.電磁兼容原理與設計技術[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[5]區健昌.電子設備的電磁兼容性設計理論與實踐[M].北京：電子工業出版社，2009.

作者簡介：陳國磊（1978，11-），男，河南南陽人，漢，本科，助理工程師，研究方向：電氣。