[信息与通信]系统级电磁兼容量化设计技术

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1、系统级电磁兼容量化技术报告人：苏东林（北京航空航天大学电磁兼容实验室）联系方式：13911503998，01082317224Email：sdl@buaa.edu.cn网址：http://www.bhemc.com2建议思考的问题1.产品论证时，有没有电磁兼容的论证指标？2.将标准视为产品电磁兼容要求，是否有执行力？3.研制要求中是否需要电磁兼容量化设计要求？4.如何解决电磁兼容故障难于复现、难于定位？5.如何解决线缆造成的弥散型干扰问题？6.如何实现电磁兼容的过程控制？7.如何对产品的电磁兼容性进行量化评估？3提纲关

2、于电磁兼容的一些认识自顶向下电磁兼容量化技术4电磁兼容定义JointPub1-02,DoDDictionaryMilitaryAndAssociatedTermsWithJMTGMChanges,23MARCH1994definesEMCas:所有使用电磁频谱工作的系统、装备和装置的一种能力。这种能力保证它们在既定的工作条件下，不会因电磁发射或响应而造成不能接受的或者未预知的性能降级。Theabilityofsystems,equipment,anddevicesthatutilizetheelectromagneti

3、cspectrumtooperateintheirintendedoperationalenvironmentswithoutsufferingunacceptabledegradationorcausingunintentionaldegradationbecauseofelectromagneticradiationorresponse.5电磁兼容问题器件→电路→设备→分系统→系统电磁兼容3要素：1)敏感体2)干扰源3)耦合通道其它系统系统自身外部环境系统间系统内系统与环境6系统内电磁兼容问题日趋复杂系统级问题是产

4、品最关键的问题；系统内问题是最基础、最根本的问题；顶层设计是最核心的问题；顶层量化设计是最困难的问题；过程量化控制是最有效的手段；顶层预设计、过程量化控制现代电磁兼容的两大特征：系统设计+全寿命周期77系统设计特征——量化设计与控制“系统电磁兼容需求分析”→“电磁环境分析（新增）”→“系统电磁兼容性设计”→“应用环境下抗干扰设计（新增）”→“分系统电磁兼容性设计”→“设备电磁兼容性设计”→“设备电磁兼容性试验”→“设备电磁兼容性修正”→“分系统电磁兼容性试验”→“分系统电磁兼容性修正”→“系统电磁兼容性试验”→“系统电

5、磁兼容性修正”→“应用环境下抗干扰试验（新增）”→“抗干扰性修正（新增）”→“应用环境下抗干扰试验（新增）”→“系统电磁兼容性定型试验”。电磁兼容三要素中：敏感设备最易识别；耦合通道最难检测。下面通过电磁场理论认识耦合通道，了解现代电磁兼容问题。88自由空间麦克斯韦方程组法拉第电磁感应定律修正的安培环路定律电场高斯定律磁场高斯定律电荷守恒定律1234599场定律物理意义表示直接关系表示时变关系电荷电场电流磁场时变部分电磁波3式2式右边第一项2式右边第二项1式5式1010静态场问题：频率=0结论：电场与磁场之间不存在相互

6、耦合00电荷电场3式电流磁场2式右边第一项2式右边第二项1式5式时变部分电磁波1111时变场问题：频率＞＞00电场2式右边第二项1式时变部分电磁波磁场电荷3式电流2式右边第一项5式电磁场之间相互耦合电磁波12RV问题：电压源V的能量如何传递到负载R能流导线电阻电源只要有电磁场的地方，就有可能形成电磁干扰的耦合通道！13提纲关于电磁兼容的一些认识自顶向下电磁兼容量化技术——系统工程——顶层设计——量化控制14系统工程说明：虚拟屏蔽技术虚拟电壁15系统级顶层设计方法分系统1分系统2分系统N……设备1设备1设备3设备2设备2

7、设备K……电路板1电路板2电路板M……器件1器件2器件M……自顶向下综合事先预测主动方法论证设计初期16自顶向下电磁兼容量化设计顶层指标：1、电磁兼容度2、兼容概率，3、电磁稳健性。可对全机如下13项指标量化:1、频率指配2、天线布局3、设备布局4、电缆布局5、发射功率6、发射带外衰减7、接收灵敏度8、接收带外抑制9、屏蔽性能10、电磁环境分布11、舱体谐振特性12、系统分系统及设备降级状况13、设备安全性优先级等技术指标要求量化评估全系统是否兼容根据标准提出系统电磁兼容量化指标要求通过/不通过不通过通过/不通过指标调

8、整优化通过系统联试与试验量化指标分配到分系统和设备分系统设计分系统研制及试验分系统与全系统协同设计分系统试验结果与全系统协同设计通过/不通过不通过通过不通过通过定型全过程量化控制，成功率高12345，67，8自顶向下量化控制方法17量化控制18电磁兼容尚需努力的方向良好电磁兼容性是设计出来！电磁兼容设计标准目前主要是“把出口”！电