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欢迎各位同学回到电磁兼容课堂

今天我们讲第2讲电磁兼容关键术语和概念

在我们学习电磁兼容技术之前

我们先来学习一些关键的名词术语

第一个概念是电磁环境

所谓的电磁环境

它是在给定场所的所有电磁现象的总和

所谓给定的场所就是空间

所谓的电磁现象就包括了

全部的时间与全部的频谱

所以电磁环境的话

它会涉及电场、磁场、电流、电压等

第二个术语是电磁骚扰

电磁骚扰是指

任何可能引起装置、装备或系统性能降低

或对有生命和无生命物质

产生损害作用的电磁现象

电磁骚扰可能是电磁噪声

无用的信号或者传播媒质自身的变化

上世纪90年代

IEC扩大了电磁骚扰的范畴

过去仅指电磁噪声

现在还包括了无用的信号

如移动通信台的信号

对移动设备来说它是有用信号

但是对于被干扰的电视频道来说

它就是无用的信号

第三个概念是电磁干扰

电磁干扰是电磁骚扰引起的设备

传输通道和系统性能的下降

电磁骚扰仅仅指的是电磁现象

是客观存在的一种物理现象

它可能引起性能的降低或损害

但不一定形成后果

而电磁干扰的话是由电磁骚扰引起的后果

过去在术语上并没有将物理现象

与其造成的后果划分明确，统称为干扰

IEC在1990年才明确引入了disurbance这一术语

为了与过去惯用的干扰一词

明确的分开

中文译文为“骚扰”

另外就是无用信号和有用信号

无用信号是指可能损害有用信号接收的一种信号

干扰信号是指损害有用信号接收的信号

无用信号在某些条件下还是有用的无害的

而干扰信号在任何情况下都是有害的

过去认为干扰与信号是对立的

信号是有用的 干扰是有害的

但是根据新的国家标准

信号可以有用也可以无用

可以有害也可以无害

再一个术语就是抗扰度与敏感度

抗扰度它是指装置、设备和系统面临

电磁骚扰不降低运行性能的一种能力

敏感度是指在电磁骚扰的作用下

装置、设备或系统不能避免性能降低的能力

你可以看出电磁骚扰和敏感度

是一张纸的上表面和下表面

它们两个是无限趋近的

敏感度越高抗扰度就越低

二者是从不同角度反应装置、设备或系统的抗干扰能力

在军用标体系中一般用敏感度这一术语

而在民用标准中惯用抗扰度这一词

电磁兼容电平是指

规定加在工作于指定条件下的装置

设备或系统上的最大的电磁骚扰电平

实际上电磁兼容电平并非绝对的最大值

而可能以小概率超出

这个图是一张非常重要的图

中间是一个兼容性电平

任何一个设备它有一个抗扰度的电平

下面有一个发射的电平

然后标准规定它的一个发射的限值

和一个抗扰度的限值

这样的话兼容性电平与抗扰度限值之间

就是它的抗扰度的阈值

而兼容性电平与发射限值之间

就是它的发射裕度

下面介绍几个重要的术语

第一个概念是分贝

分贝的话它是将功率

用对数的形式把它描述出来

所以它单位是dB

这样的话

我们也可以用分贝来描述电压

也可以分贝来描述电流

但用分贝描述电压和电流的时候

它前面的系数是20

描述功率的话前面的系数是10

所以说用分贝来描述

功率也好 电压也好 电流也好

就把它变成一个相对的值

可以用一个标准的值来作为参考

如我们电压的话一般以μV来参考

这样的话它的单位就是dBμV

也就是说这样一个电压参考于μV的时候

它得到了一个值

我们为什么要用分贝来表示功率、电压和电流呢？

我们可以看出在电磁兼容里面的话

它的这些电压电流值可能会相差很多个数量级

这样的话看起来相差得很大

但是如果我们用分贝来表示的话

它们之间就会很接近，就相差的不是很多

所以分贝也是一个很危险的单位

看起来相差很小但实际上相差很大

我们来举一个例子

一个设备在进行辐射发射时

发现在某个频率上有超标发射

经过分析在这个设备上有5个可能的泄露源

我们去掉一个泄漏源

它的辐射改善了1.9分贝

然后我们再去掉两个发现只改善了4.4分贝

去掉三个

改善了7.9分贝

去掉四个

改善了13.9分贝

你可以看出它们改善的幅度是非常小的

只是当5个全部去掉的时候

它才改善到无穷大

也就是说分贝它看起来很小

实际上相差是很大的一个值

第二个概念是电尺寸

我们来想一个问题

物理的尺寸大小是不是固定的？

从电磁场上来看这个尺寸有没有意义？

电尺寸是物理尺寸与骚扰源的波长的一个相对值

确定了骚扰源对敏感设备的耦合能力时

物体本身的物理尺寸是不太重要的

而电尺寸显得更为重要

一个物体的物理尺寸相对于不同频率的骚扰源

该物体可以看作是小尺寸或者是大尺寸

电小尺寸是指物体的物理尺寸小于波长的1/10

下面一个概念是窄带和宽带

我们可以用百分比来描述带宽

用这样一个公式来表示

百分比带宽是指200乘以Br减1除以Br加1

Br就是在一个频段里面它的最高频率与最低频率的比值

当这样一个百分比带宽小于1%的时候

我们认为这是一个窄带

大于1%小于100%我们把它称为中频带

在100%到163.4%之间认为它是宽带

在163.4%到200%之间

我们认为它是一个超宽带

再一个概念是宽带场

我们经常会看到一个场的单位感觉到很奇怪

我们前面学过dBμV/m实际上就是一个

以μV/m为参考量的一个电场的单位

但是后面再斜杠一兆赫兹

这个单位看起来就很复杂

这什么意思呢

这是一个宽带场的单位

它是测量时的参考带宽是1MHz

所以有一个斜杠兆赫兹

如果是窄带单位

测量时我们就不指定它的带宽

单位还是dBμV/m

窄带测量时带宽一般会小于1MHz

另外测量时接收机的带宽上只有一条谱线

如果我们用宽带测量话

接收机的带宽上有很多的谱线

另外用宽带测量的数值比用窄带测量的数值要高

例如某宽带噪声源频谱测量时

1MHz间隔每隔1kHz测量一组数据时

为50dBμV/m/MHz

采用1kHz处用窄带测量的话

它是-10dBμV/m

因此比较窄带和宽带的幅值是没有任何意义的

在电磁兼容测量时一定要标明对应的测试方法

这是我们必须要注意的一个关键的问题

再就是一些特殊的电磁兼容问题

第一个是电磁信息发射TEMPEST

TEMPEST

代表了信息以电磁发射的形式泄露的问题

以及对策

过去我们经常用的是

阴极射线的显像管CRT

它是逐行扫描的

这样的话它就会向空间发射电磁信息

我们就可以在远处接受了这样一个显示器的信息

然后可以把显示屏上的信息把它重构

这就属于信息泄露

所以TEMPEST的话属于信息对抗

各国都将相关的标准和技术设定为机密

第二个就是无线射频识别技术

无线射频识别技术

RFID

被列为启动21世纪的十大重要技术之一

它是一种以无线方式跟踪和管理货品的技术方案

ISO将在国际物流标准上引进RFID

可以减少40%的物流成本

对于这种无线射频识别技术的话

它的关键的问题也是电磁兼容的问题

第三个就是人为电磁干扰

人为电磁干扰是指以破坏电子信息系统

为目的恶意的电磁干扰

属于高能的电磁武器

它是利用电磁干扰来破坏监控系统

它对应的英文有好几种说法

一种是HPEMI

一种是HPEMC

有一种是Intentional EMI

就是人为的电磁干扰

这个图给出的是我们中国的电磁武器

人为电磁干扰

在电磁战中广泛采用

如1990年海湾战争

美军采用了电磁干扰战术

来干扰伊拉克的武器系统

使之不能正常的工作

这个图给出了美国海军的

EA-6B改型电子战飞机可以携带干扰的吊舱

这节课就介绍到这里

谢谢各位同学