电磁干扰及兼容技术的研究现状及发展趋势

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1、电磁干扰与兼容技术的研究现状与发展趋势当前人类的生存环境也已具有浓厚的电磁环境内涵。随着城市人日的迅速增长，汽车、电子通信、计算机与电气设备大量进人家庭，空间人为电磁能量每年都再增长，21世纪电磁环境恶化已成定局严重恶化的电磁环境对人类生活日益依赖的通信，计算机与各种电子系统都将造成灾难性的危害。电磁干扰除了可能对系统的效能有着重大的影响，其影响如图1所示。为此世界各国均十分重视愈来愈复杂的电磁环境及其广泛的影响，电磁兼容技术是由过去的。电磁干扰。(ElectromagneticInterference)演变而来的。而人们对

2、电磁干优的研究工作可追溯到19世纪，希维赛德于1881年写的“论干扰”一文可算得上最重要的早期文献，此后188年柏林电气协会成立了干扰问题委员会，紧接着在1889年英国邮电部门开始研究其通信干扰问题。到本世纪20年代以后，各先进工业国家都日益重视EMC的研究，成立了许多相关的国际组织。本世纪40年代，为了解决由于飞机通信系统受到电磁干扰造成飞行事故的问题，开始较为系统地进行EMC技术的研究。美国自1945年开始，颁布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范，并不断加以充实和完善，使得EMC技术进入新的阶段。60年代以来，现代

3、电子科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成度，高可靠性方向发展，其应用范围越来越广，渗透到了整个社会的每个角落。因而发达国家在EMc研究方面投入了大量的人力物力形成了EMC热。电磁兼容性问题在国内发展相对较晚，70年代以来，国内对电磁兼容性问题也引起了重视。特别是我国海军舰船，由于对电子设备几及舰船总体设计没有提出电磁兼容性要求，造成舰船设备的相互干扰，使其通信、探测、导航能力等下降，从而引起了广泛的重视，筹建了国内第一个电磁兼容性实验研究室。其后，一些军种、部门及大学陆续建立了电磁兼容性实验研究室，电子及电气设

4、备研究、设计及制作单位也都纷纷配备了电磁兼容性设计人员。目前，参照国外相应标准，我国已系统的制定了一整套军用及民用电磁兼容性标准及规范，并正在切实地贯彻执行。20世纪80年代后，电磁兼容技术的发展进入了全新的阶段，开始实行强制认证制度了。国际上，欧盟89/336/EEC电磁兼容指令从1996年1月1日开始强制执行，大大推动了全球的电磁兼容标准的强制执行和电磁兼容认证工作，使其向更加规范化和法制化方法发展。需要注意的是2004年12月15日欧洲议会、欧共体理事会通过了一个新的电磁兼容指令:2004/108/EC[4]，该指令自

5、发布于欧盟官方公报之后第20天开始生效，并将于2007年7月20日起强制执行，并同时废除89/336/EEC指令。这必将进一步促进我国电磁兼容认证制度的发展。紧跟国际潮流，我国也建立了强制性产品认证制度。2001年12月，国家发布《强制性产品认证管理规定》，英文名称为"ChinaCompulsoryCertification"，英文缩写为"CCC"，简称为"3C"认证，3C认证对这些产品的安全性能、电磁兼容性、防电磁辐射等方面都做了详细规定。2002年5月1日起，国家相关部门开始受理第一批列入强制性产品目录的认证申请，包括涉

6、及安全、电磁兼容、环境保护要求的19大类、132种产品。对列入目录的产品，凡未获得强制性产品认证证书和未加施"CCC"强制性认证标志的产品，不得出厂、进口和销售。以美国NIST、英国NPL以及德国PTB等为代表的国立研究机构，他们主要从事各类测量天线、磁场探头、电场探头和EMC测试场地的校准研究，并对外提供服务。另一类则是专门从事校准服务的公司以及EMC检测设备制造商的校准实验室，他们均取得了国际上一些著名认证机构的授权。我国最早从事电磁兼容技术研究的是上海电器科学研究所，早在1962年就开始进行无线电干扰的测量和船用电机电

7、器无线电干扰标准的制定工作。从事电磁兼容学科研究的大学主要有北京邮电大学、北京交通大学和东南大学等。从事电磁兼容检测的研究所有上海电器科学研究所、信息产业部电子三所、四所、五所和广州电器科学研究所、武汉高压研究所等。但求解区域远大于散射体本身，且场的传播在空间离散描述，造成空间色散误差。另外，由于只能在有限区域内计算，这就要求必须设置边界条件。积分方程方法通过求解散射体表面或体积内的感应电流来分析散射问题，不存在空间色散误差。微分方程方法往往比积分方程方法更容易实现求解任意复杂媒体环境下的电磁问题。对于均匀背景介质中的开放域

8、问题，常常采用积分方程方法进行求解。对于单独利用微分方程方法积分方程方法均难以求解的问题，往往采用混合方法分析。常见的积分方程方法有矩量法[6](MOM)、体积分方程方法(VIEM)。常见的微分方程方法有时域有限差分法(FDFD)、有限元法(FEM)、区域分解法(DDM)等。随着现代电子技