《電磁兼容概論》可作為高等院校工科電類和機電類專業(yè)研究生、高年級本科生相關課程的教材及教學參考書,也可作為相關工程技術設計人員的專業(yè)培訓教材或參考書。
電磁兼容是確保電氣及電子系統(tǒng)安全可靠工作的關鍵技術,在科學研究、設備開發(fā)、電路板及微電子設計、解決實際工程問題等方面都具有非常重要的作用!峨姶偶嫒莞耪摗分仃U明電磁兼容的基本概念、基本方法及相關技術,同時緊密聯(lián)系工程實際,反映了電磁兼容領域的最新研究成果。全書共分12章,內容包括電磁騷擾源及傳播特性,防護電磁干擾的電磁屏蔽、接地與搭接、濾波、隔離與抑制等技術,電磁兼容性預測原理及主要方法,印制電路板的電磁兼容設計,電磁兼容測試技術及測試方法等。
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當前人類的生存環(huán)境已具有濃厚的電磁環(huán)境內涵。一方面,電力網絡、用電設備及系統(tǒng)產生的電磁騷擾越來越嚴重,設備所處電磁環(huán)境越來越復雜;另一方面,先進的電子設備的抗干擾能力越來越弱,同時電氣及電子系統(tǒng)也越來越復雜。在這種復雜的電磁環(huán)境中,如何減少相互間的電磁干擾,使各種設備正常運行,是一個亟待解決的問題。另外,惡劣的電磁環(huán)境還會對人類及生態(tài)產生不良的影響。電磁兼容正是為解決這類問題而迅速發(fā)展起來的一門新興學科。
電磁兼容是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾的能力,研究在有限的空間、時間和頻譜資源條件下,各種用電設備(分系統(tǒng)、系統(tǒng),廣義的還包括生物體)可以共存并不致引起降級的一門學科。電磁兼容涉及的頻率范圍寬達0~400GHz,研究對象除傳統(tǒng)設施外,涉及芯片級,直到各型艦船、航天飛機、洲際導彈,甚至整個地球的電磁環(huán)境。電磁兼容研究涉及許多方面,如計算機安全、電信設備、無線設備、工業(yè)控制設備、自動化設備、機器人、移動通信設備、航空航天飛機、艦船、武器系統(tǒng)及測量設備的電磁干擾問題,各種線纜的輻射和控制,高壓輸電線路及交流電氣鐵道的電磁影響,電磁場生物效應,地震電磁現(xiàn)象等。
分析傳導耦合最常用的就是傳輸線理論,此理論基于以下假定:帶電體橫截面的尺寸小于波長,即:導線的直徑和導體間的距離(或導體對地面距離)小于波長[準橫電磁場的假定。沿線流動的電流的不同部分之間不存在相互影響,感應電流彼此之間不產生輻射影響。傳輸線理論的基礎是波過程理論,可提供快速、準確的計算結果,因此,被廣泛用于解決電纜和線路的耦合問題。
除上述一般理論外,電磁騷擾耦合分析還涉及準穩(wěn)態(tài)理論或電路理論,有時也稱為Kirchhoff理論或楞次理論,它更為簡單。應用此理論的限制是:回路長度比波長短得多,即不涉及波過程問題,在每個電路元件中,電流保持為常數(shù)。這樣電路可以用由集總參數(shù)元件(沒有空間尺寸)以串聯(lián)或并聯(lián)方式形成的網絡來代表,該網絡由節(jié)點和支路構成,可用Kirchhoff方程求解。穿過一個電路的磁通的影響以集總參數(shù)電感來代表。因此,我們不能(至少在定量方面)將由電路理論得出的結論推廣到電大尺寸的回路。對于電大尺寸的電路有必要采用更普適的理論,或應用某些統(tǒng)計的或經驗的方法。然而值得強調的是,以電路理論處理通常是保守的,并和其他理論不矛盾。
以電路理論處理的主要優(yōu)點是計算非常簡單,并且無須用到許多計算方法。當回路尺寸較小時,使耦合的物理機制便于理解。另一方面,它不需要去確定電磁場,也不需要去建立相應的模型,騷擾源總可以用電壓或電流來表示。所以,同樣的模型既可用來描述與騷擾源有直接接觸(電流或電位直接注入受害電路),也可描述由電場或磁場引起的非直接影響,如通過電纜系統(tǒng)將騷擾傳播進入系統(tǒng)。
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