电磁兼容技术指南（二）

为保证电子系统的正常工作，必须考虑电磁兼容问题。它对系统效能如：可靠性、系统精度、系统安全性、系统兼容性等有着重大影响。

电磁兼容问题是一系统工程问题，电磁兼容设计和管理应该贯穿于从产品的研制、设计到使用的全过程。

经验证明：在产品研制设计之初就应考虑电磁兼容问题，否则待产品生产出来进行测试时才发现问题，再设法解决将花费很高的代价，甚至不能彻底解决出现的问题。

2.1.电磁兼容性是军用装备的基本性能之一，为使装备具备良好的电磁兼容性，应对全寿命期中各个阶段实施电磁兼容性管理，一般应包括：

ａ.尽早提出电磁兼容性要求；

ｂ.制定和实施电磁兼容性大纲和电磁兼容性控制计划，明确各阶段电磁兼容性的各项工作和进度；

ｃ.建立电磁兼容性管理和协调网络及工作程序；

ｄ.在研制过程中应进行电磁兼容性预测与分析；

ｅ.电磁兼容性设计纳入到系统和设备的功能设计中，不要依靠事后的补救措施；

ｆ.全寿命期各阶段应进行电磁兼容性评审；

ｇ.确认装备能否实际达到电磁兼容性要求，如不能，应及时采取措施，以保证满足装备的主要功能要求；

ｈ.装备使用的频段和频率应及时申报批准，以便进行频率的配置、使用和管理；

ｉ.对有关人员进行电磁兼容性培训。

2.2. 详细要求

2.2.1论证阶段

本阶段电磁兼容性工作一般应包括：

ａ.分析军用无装备预期的电磁环境，见附录E；

ｂ.提出军用装备在电磁环境中的一般兼容性要求；

ｃ.分析可供选用方案的电磁环境效应；

ｄ.分析可供选用方案有关电磁兼容性的费用、风险和对任务完成能力的影响；

ｅ.研究频谱利用问题。

2.2.2方案阶段

本阶段电磁兼容性工作一般应包括：

ａ.成立电磁兼容性技术组，见附录F；

ｂ.制定电磁兼容性大纲；

ｃ.选用和剪裁适用的标准；

ｄ.确定系统、分系统和设备的电磁兼容性要求；

ｅ.拟定各分系统、设备及天线的最佳布置方案；

ｆ.确定频谱要求，提交分配申请；

ｇ.制定电磁兼容性控制计划；

ｈ.确定骓要求、制定试验计划，见附录G；

i.调整计划进度和经费预算；

ｊ.进行电磁兼容性工作评审。

2.2.3.工程研制阶段

本阶段电磁兼容性工作一般应包括：

ａ.实施电磁兼容性控制计划，在功能设计的同进进行电磁兼容性设计;

b.进行模拟、试验，改进和完善设计；

ｃ.对设备、分系统和分系统间进行电磁兼容性考核试验，验证是否符合合同中的有关要求，提交试验报告。

ｄ.评审电磁兼容性超差申请，分析工程更改对电磁兼容性能的影响；

ｅ.综合分析装备整体电磁兼容性能；

ｆ.确定生产工艺和安装要求时考虑电磁兼容性；

ｇ.编制装备频率使用管理文件；

ｈ.使用、维修文件中应有电磁兼容性方面的内容；

ｉ.进行电磁兼容性工作评审。

2.2.4.定型阶段

本阶段电磁兼容性工作一般应包括：

ａ.按照批准的定型试验计划，进行电磁兼容性定型鉴定试验，确认是否满足＜研制任务书＞和合同中有关电磁兼容性方面的要求；

ｂ.审查电磁兼容性有关文件的完备性；

ｃ.提交电磁兼容性综合评价报告，作为批准装备定型的依据之一。

2.2.5生产和使用阶段

本阶段的电磁兼容性工作一般应包括：

ａ.严格按照工艺文件和和安装要求中保证电磁兼容性的要求进行生产，并加强检验；

ｂ.制定与实施使用和维修人员培训计划；

ｃ.实施频率管理和使用计划；

ｄ.维修中保持装备的电磁兼容性能；

ｅ.建立装备电磁兼容性的检测、使用及维修的信息反馈系统，报告和解决使用和维修中的电磁兼容性问题；

ｆ.装备加改装时，应分析对电磁兼容性的影响；

ｇ.装备退役前，由使用部门全面总结使用、维修中有关电磁兼容性方面的资料、数据、经验、费用等，存档或存入数据库。

 第三章 电磁兼容概述

3.1. 电磁兼容定义（ElectromagneticCompatibility即EMC）

3.1.1国军标（GJB72A-2002）中给出电磁兼容的定义是：

设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。包括以下两个方面：

a）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；

b）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境（或其他设备）带来不可接受的电磁干扰。

安全裕度——敏感度门限与环境中的实际干扰影响下性能降级或不能完成规定任务的特性。

3.1.2名词解释

电磁骚扰——任何可能引起装置、设备或系统性能低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。

电磁干扰（EMI）——电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。又可解释为：任何可能中断、阻碍，甚至降低、限制无线电通信或其他电子设备性能的传导或辐射的电磁能量。

辐射干扰——任何源自部件、天线、电缆、互连线的电磁辐射，以电场、磁场形式（或兼而有之）存在，并导致性能降级的不希望有的电磁能量。

传导干扰——沿着导体传输的不希望有的电磁能量，通常用电压或电流来定义。

电磁脉冲（EMP）——核爆炸或雷电放电时，在核设施或周围介质中存在光子散射，由此产生的康普顿反冲电子和光电子所导致新的电磁辐射。由电磁脉冲所产生的电场、磁场可能会与电子或电子系统耦合产生破坏性的电压和电流浪涌。

浪涌——沿线路或电路传播的电流、电压或功率的瞬态波。其特征最先快速上升后缓慢下降。浪涌由开关切换、雷电放电、核爆炸引起。

静电放电（ESD）——不同静电电位的物体靠近或直接接触时产生的电荷转移。

串扰——通过与其他传输线路的电场（容性）或磁场（感性）耦合，在自身传输线路中引入的一种不希望有的信号扰动。

串扰耦合——有以下两种定义：a）对于从一个信道传输到另一个信道的干扰功率的度量；b）存在于两个或多个不同信道之间、电路组件或元件之间的不希望有的信号耦合。

抑制——通过滤波、接地、搭接、屏蔽和吸收，或这些技术的组合，以减小或消除不希望有的发射。

射频——在电磁频谱中介于音频和红外线之间、用于无线电发射的频率。目前应用的射频范围大约是9KHz—3000GHz（3THz）。

电磁敏感性（EMS）——设备、器件或系统因电干扰可能导致工作性能降级的特性。

辐射发射（RE）——以电场形式，通过空间传播的有用或无用的电磁能量。

传导发射（CE）——沿金属导体传播的电磁发射。此类导体可以是电源线、信号线及一个非专门设置、偶然的导体辐射敏感度（RS）——对造成设备、分系统、系统性能降级的辐射干扰场强的度量。

传导敏感度（CS）——当引起设备呈现不希望有的响应式性能降级时，对电源线、信号线或控制线上的干扰信号电流或电压的度量。

 3.2.电磁兼容设计的目的

1）设备内部的电路相互不产生干扰，达到预期功能；

2）设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值；

3）设备对外界的电磁干扰有一定的抵抗力。

另外，EMC还有一个研究内容——防止信息泄漏，即：TEMPEST技术。TEMPEST是指电子信息设备通过电磁能量发射产生了信息的泄漏发射。

3.3.电磁兼容标准概述

3.3.1电磁兼容标准可以分为四级

1）基础标准——涉及EMC术语、电磁环境、EMC测量设备规范和EMC测量方法，是编制其它各级EMC标准的基础。

2）通用标准——给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求，通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品标准和专用产品标准的编制导则。

3）产品类标准——根据特定产品类别而制订的电磁兼容性能的测试标准，它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求两方面的内容。

4）专用产品标准——通常不单独形成电磁兼容标准，而以专门条款包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准对电磁兼容的要求与相应的产品类标准相一致，在考虑了产品的特殊性后，可增加试验项目和对电磁兼容性能要求作某些改变，对产品的电磁兼容性要求更加明确。

3.3.2主要制订电磁兼容标准的组织和标准介绍

  随着科学技术的发展，世界上许多国家和许多组织都制定了电磁兼容的标准和规范，具有权威性和广泛影响的是CISPR、IEC、CENLEC、MIL、FCC、GB等标准，另外有些国家的保密局还制定了TEMPEST标准，它是研究信息泄漏的标准。

1）国际电工委员会（IEC）：国际上的标准化组织，其下有三个组织与EMC有关。

a、ACEC（电磁兼容咨询委员会）：承担电磁兼容国际标准化研究工作。

b、CISPR（国际无线电干扰特别委员会）：为了促进国际贸易，CISPR于1934年确定了射频干扰的测量方法，1985年对信息技术设备制定了新的发射标准，许多欧洲国家将这个标准作为自己国家的标准。目前设有七个分会。

c、TC77（第77技术委员会）：与CISPR并列的涉及电磁兼容的组织。

2）FCC(联邦通信委员会)：主要制订美国民用标准。

3）MIL-STD(美国军用标准)：主要制订美国军用标准。

4）CENELEC（欧洲电工标准化委员会）：由欧共体委员会授权制订欧洲标准EN。EN标准引用了很多CISPR和IEC标准。

5）GB（中国国家标准）：基本采用CISPR和IEC标准。

6）GJB（中国军用标准）：基本采用美国军用标准。如GJB151A-97/GJB152A-97等同于美军标MIL- STD - 461D / MIL- STD- 462D。

3.3.3电磁兼容标准的内容

1）电磁兼容标准对设备的要求有两个方面

一个是工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感，前一个方面的要求称为干扰发射要求，后一个方面的要求称为敏感度要求。

2）能量传播的途径

电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个，一个是以电磁波的形式从空间传播，另一个是以电流的形式沿导线传播。因此，电磁干扰发射可以分为:传导发射和辐射发射，敏感度也可分为传导敏感度和辐射敏感度。各种电磁兼容标准测试的内容包括:传导发射、辐射发射、传导敏感度、辐射敏感度。

 3.4电磁兼容问题三要素

系统要发生电磁兼容性问题，必须存在三个因素，即电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。所以，在解决电磁兼容问题时，要从这三个因素入手，对症下药，消除其中某一个因素，就能解决电磁兼容问题。

 3.5解决干扰问题的一般途径

电磁兼容可通过将干扰抑制于扰乱电子系统或子系统正常工作的电平以下来实现，这种兼容一般通过采用滤波器及将元件或设备屏蔽而获得。图中给出了一个EMI发射机/受感器系统干扰耦合路径的示例。

图中发射机代表一个产生噪声的系统或分系统，受感器代表一个对发射敏感的噪声系统或分系统。在现实世界中，一个系统或分系统可以被模拟为一个发射机或受感器，虚线表示辐射干扰，实线表示传导干扰，箭头表示发射或传导耦合方向。A线表示发射机通过辐射途径直接耦合到受感器的干扰。B线表示互连电缆也可作为噪声辐射发射机。C线表示互连电缆可作为受感器对由辐射引起的噪声产生响应。由此可见，起初由辐射发射引起的噪声通过场至线的耦合，在受感器系统中可表现传导响应。D线代表互连电缆间发生的串扰，一根导线上的噪声可通过电容或电感耦合到其它导线上。

对新研制的电子产品，应该从设计开始阶段就考虑电磁兼容问题，进行电磁兼容设计。

 3.6电磁兼容设计

任何电子设备或电子系统的设计都应包括电磁兼容设计。在设计阶段就考虑电磁兼容，远比制作成型后再试图满足电磁兼容标准要求而采取措施更加节省费用。而且有时对成型后的产品，EMC问题已无法解决或解决起来很困难，必须对整个产品进行较大的改动。所以电子设备或系统设计必须在产品设计阶段就考虑电磁兼容问题。

首先，利用简单的电气和机械原理就可以满足许多EMC要求；其次由于电子设备的驱动器件一般放置在印制电路板（PCB）上。该器件包括潜在干扰源及对电磁能量敏感的元件与电路。因此，PCB的EMC设计是第二重要的。另外，接地设计、电路滤波、机内走线对任何设备的电磁兼容性都是非常重要的。在内部设计完成后，应着重考虑机箱屏蔽设计，如显示窗、通风孔、缝隙、孔洞、连接器接合面等。最后，还需考虑输入、输出电源线、信号线的滤波及其它线缆的设计。