電磁兼容原理及應用教程

（第2版）呂文紅郭銀景唐富華楊陽陳幼峰編著清華大學出版社電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第1頁!第1章電磁兼容概述

電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第2頁!1.1電磁干擾的危害1.1.1電磁干擾對設備的危害:電磁干擾會破壞或降低電子設備的工作性能:BP機發射臺等大功率電磁信號的干擾，影響飛機正常起降；移動電話信號干擾可使儀表顯示錯誤，甚至可以造成核電站運轉失靈。水管中的地電流產生的磁場，使醫院里高靈敏度的電子儀器屢受影響。由于沒有采取對電磁騷擾的防護措施，一位旅客在飛機上使用調頻收音機，使導航系統的指示偏離10度以上。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第3頁!雷電電磁脈沖造成的災難性后果

雷擊引起的浪涌電壓，屬于高能電磁騷擾，具有很大的破壞力。信息中心大樓1992年6月22日傍晚，一個落地雷擊中某信息中心大樓頂，樓內的大型計算機與小型計算機網絡中斷，整個計算機系統停止工作達兩天之久，損失數十萬元。大樓裝有避雷針，閃電由避雷針引入大地，大樓、人員及普通設備安然無恙，但雷電流在四周產生的巨大脈沖電磁場，卻使具有極為靈敏的微電子器件的計算機系統毀壞了。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第4頁!計算機網絡某機場航材供應中心計算機網絡有主機2臺，帶有若干終端，安裝在機房二樓，大樓有一臺服務器及若干微機，構成一個局域網。1995年7月，在一場暴雨中近區落雷，計算機網絡瞬即全部停運，兩臺主機的數據庫被沖亂，大樓HUB損壞，與HUB連接的微機和服務器網卡損壞。人身財產

1976年~1989年我國南京、茂名和秦皇島等地的油庫及武漢石化廠，均因遭受雷擊引爆原油罐，造成慘劇。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第5頁!

經過分析，故障是由于導彈飛行到一定高度時，在相互絕緣的彈頭結構與彈體結構之間出現了靜電放電，它產生的騷擾脈沖破壞了計算機的正常工作而造成的。1967年大力神ⅢC運載火箭的C-10火箭在起飛后95s，飛行高度26km時，制導計算機發生故障。C-14火箭起飛后76s，飛行高度為17km時，制導計算機也發生了故障。經過分析，制導計算機中采用的金屬網套沒有接地的部分與火箭之間產生電壓，當火箭飛行高度增加，氣壓下降到一定值時，此電壓產生的火花放電使計算機發生了故障。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第6頁!1.1.2電磁場對人體的危害據德國慕尼黑大學醫學研究所自1994年以來對近萬名長期操作電腦的職業女性進行的跟蹤調查表明，長時間操作電腦的婦女患乳腺癌的危險性，比其他職業婦女的概率高出43%。研究人員用雌性白鼠在電磁場中進行模擬實驗，不久發現白鼠的乳腺出現腫癌，其成長速度與磁場強度有關。據美國的一項報告，德伯特公司有12名孕婦在熒光屏前工作，一年間竟有7名孕婦流產，1名孕婦早產；國防兵役局有15名孕婦在熒光屏前工作，有7人流產，3人產下畸形嬰兒。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第7頁!1.1.3電磁脈沖在軍事上的應用1991年海灣戰爭期間，美軍在E－8“聯合星”飛機攜帶和使用電磁脈沖武器。1993年，美國進行了代號為“豎琴”的電磁脈沖武器實驗，天線群向電離層發射電磁脈沖，阻斷通信和摧毀來襲導彈。1996年，美國一國家實驗室研制出手提箱大小的高能電磁脈沖武器，以及可裝備在巡航導彈上的電磁脈沖武器，其有效作戰半徑達10公里。1998年，俄羅斯發明了重8公斤的小型強電流電子加速器，爆炸時發出X射線、高功率微波，可破壞電子設備。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第8頁!1.2電磁兼容的名詞術語與常見術語1.3電磁兼容技術的發展及電磁兼容認證1.3.1電磁兼容技術的發展電磁干擾是人們早就發現的電磁現象，它幾乎跟電磁效應的現象同時被發現。1888年德國物理學家赫茲首創了天線，次把電磁波輻射到自由空間，同時又成功地接收到電磁波，用實驗證實了電磁波的存在，從此開始了對電磁干擾問題的實驗研究。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第9頁!60年代以來，現代電子技術向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度和高可靠性方向發展，其應用范圍越來越廣，滲透到了整個社會的每一個角落。70年代，電磁兼容技術逐漸成為非常活躍的學科領域之一。較大規模的國際性電磁兼容學術會議，每年召開一次。美國最有影響的電子電氣工程師協會IEEE的權威雜志，專門設有EMC分冊。80年代，美國、德國、日本、前蘇聯和法國等經濟發達國家在電磁兼容研究和應用方面達到了很高的水平。主要研究和應用的內容包括電磁兼容標準和規范、分析設計和預測、試驗測量、開發屏蔽導電材料、培訓教育和管理等。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第10頁!

我們探討信息電子設備的電磁泄漏及防護問題時，面臨以下一些新的課題需要研究解決。

(1) 由于集成電路集成度的不斷增加(如今已進入亞微米量級)，芯片上的線條更窄，線條更多，層數增加且間距更小，因而相互串擾也增加。新材料的應用也給研究工作增加了難度。

(2) 納米技術將成為新世紀的電子熱點，從材料到元器件甚至到一個組件的運行機理、檢測方法都會有根本性的變化，對這類元器件的EMC設計需要重新認識，要尋求新的測試手段。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第11頁!1.3.2電磁兼容技術的認證開展電磁兼容認證的重要性1969年聯合國人類發展大會上就將電磁波列為環境污染源之一，隨著社會的發展，電磁污染必將越來越嚴重，從保護環境出發必須加以防治。實施電磁兼容認證可有效地抑制用電設備的電磁干擾，保護和凈化電磁環境。產品的電磁兼容性能直接影響到產品性能指標的實現和提高。實施電磁兼容認證可提高產品的技術水平和競爭力，促進企業的技術進步。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第12頁!金融行業1995年6月，某省中國人民銀行清算中心一座33層高樓遭雷擊，導致網絡停止工作3天，幾億元資金無法運行，僅利息損失就達200多萬元。2005年5月18日，南安市工商銀行計算機網絡設備被雷擊壞，損失10萬元。微波通信系統

某大電網有微波站近百個，其中進口設備站65個。事故統計表明，造成設備損壞、導致長時間通信中斷的主要原因是雷害。某一線段的15個站有12個站曾遭受雷擊影響正常通信，個別微波站幾乎每年都遭雷擊。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第13頁!電磁干擾對航天系統造成的災難性后果1969年11月14日上午，土星V-阿波羅12火箭-載人飛船發射后，飛行正常。起飛后36.5s，飛行高度為1920m時，火箭遭到雷擊。起飛后52s，飛行高度為4300m時，火箭又遭到第二次雷擊。這便是轟動一時的大型運載火箭-載人飛船在飛行中誘發雷擊的事件。1962年開始進行的民兵I導彈戰斗彈狀態的飛行試驗，前兩發均遭到失敗。這兩發導彈的故障現象相似，都是制導計算機受到脈沖干擾而失靈。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第14頁!1991年英國勞達航空公司的那次觸目驚心的空難至今令人難忘，有223人死于這次空難。據有關部門分析，這次空難極有可能是機上有人使用筆記本電腦、移動電話等便攜式電子設備，它釋放的頻率信號啟動了飛機的反向推動器，致使機毀人亡。1998年初，臺灣華航一班機墜毀，參與調查的法國專家懷疑有人在飛機墜毀前打移動電話，導致通信受到干擾，致使飛機與控制塔失去聯絡，最后墜毀。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第15頁!一位意大利企業家使用手機，工作效率大增，可3年后他的頭部發現癌瘤，從CT確診癌瘤部位恰好位于手機天線頂端習慣放置的部位。1994年一位美國商人使用移動電話4年后，同樣也發現了頭部癌腫，經治療無效死亡。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第16頁!1999年3月，美國在對南聯盟的轟炸中，使用了尚在試驗中的微波武器，造成南聯盟部分地區通信設施癱瘓3個多小時。伊拉克戰爭中，美軍于2003年3月26日，用電磁脈沖彈空襲伊拉克國家電視臺，造成其轉播信號中斷。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第17頁!1889年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題，使干擾問題的研究開始走向工程化和產業化。20世紀以來，由于電氣電子技術的發展和應用，隨著通信、廣播等無線電事業的發展，人們逐漸認識到需要對各種電磁干擾進行控制，特別是工業發達國家格外重視控制干擾，他們成立了國家級以及國際間的組織，并發布了一些標準和規范性文件。

20世紀40年代為了解決飛機通信系統受到電磁干擾造成飛行事故的問題，開始較為系統地進行電磁兼容(ElectromagneticCompatibility，EMC)技術的研究。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第18頁!20世紀80年代以來，國內電磁兼容學術組織紛紛成立，學術活動頻繁開展，1987年召開了屆全國性電磁兼容性學術會議，1990年在北京成功地舉辦了次國際電磁兼容性學術會議，標志著我國電磁兼容學科的迅速發展并開始參與世界交流。20世紀90年代以來，隨著我國國民經濟和高科技產業的迅速發展，在航空、航天、通信和電子等部門，電磁兼容技術受到格外重視，并投入了較大的財力和人力建立了一批電磁兼容性試驗測試中心，引進了許多先進的電磁干擾及敏感度自動測試系統和試驗設備。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，您現在瀏覽的是第19頁!(3) 防電磁泄漏和抗干擾的新材料研制一直是人們關注的熱點之一。(4) 現有的測量標準及規范都局限于電磁特性的幅度信息，不涉及相位、極化及其他信息成分，在一定程度上限制了信息電子系統的EMC/EMI的分析和檢測。(5) EMC/EMI的測試使用天線或探頭，在近區弱場測量中，國內已有的場強儀都存在探頭擾動待測場的問題，很難定量消除引入的測量誤差，需要開發新的光電探頭。探頭的小型化和微型化及智能化也需進一步開發。電磁兼容原理及應用教程》課件章共21頁，