世纪电磁兼容技术展望建议 .docx

《世纪电磁兼容技术展望建议 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《世纪电磁兼容技术展望建议 .docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结21 世纪电磁兼容技术展望及建议随着科学技术的进步 ,社会的物质财宝及精神财宝日益丰富多采,人们的生活条件更加便利,但另一方面却导至社会均衡遭到破坏,显现了很多副作用 .在电工领域这一情形也毫不例外,随着电工技术的飞跃进展,间续显现很多危害影响,例如 ,电气和电子设备的种类及数量的增加以及电能消耗量的加大,不必要的电磁能量也随之加大,由此将相伴产生大系统的误动 作。又如微波及高压输电线的日益扩展,将对人类及动植物生态发生严峻的影响. 此外 ,超高层建和铁塔等设备将产生不必要的反射,从而显现重影响问题 ,而汽车数量的增加将使城市杂波加大等.尽管环境已包括了种种因素（温度、湿度、日

2、照、气压、空气成份、水质、人口密度, 城市构造、的势、经济等）,电磁能量仍是不能不考虑的环境因素之一,我们把它称之为电磁 环境 ,最近国内某些文献已指出环境因素应包括温度、湿度、大气压力、太阳辐射、风雨、水质、冰雪灰尘与砂岩、盐雾,大气污秽 ,腐蚀性气体、爆炸性混合物、核辐射、霉菌、昆虫及其它有害动物、振动、冲击、的震、噪声、电磁干扰、雷电、臭氧等20 多个因素 .当前人们已进入信息化社会,人类的生存环境也已具有深厚的电磁环境内涵.早在 1975年专家学者就曾预言 ,随着城市人口的快速增长,汽车、电子、通信、运算机与电报导设备大量进入家庭 ,空间人为电磁能量每年增长7%14%, 也就是说 25

3、 年后环境电磁能量密度最高可增加 26 倍,50 年增加 500 倍,21 世纪电磁环境恶化已成定局.就电磁环境与人类的关系而论,除电磁环境会对人类生存产生直接影响外,电力和电子技术的进步以及社会生活的逐步进展仍会对人类生活乃至人类的社会活动产生影响,因而探讨电磁环境与电工电子学的关系是极为重要的 .基于这种缘由 ,各国都已投入较多的人力物力,积极从事这方面的科研工作,多年来已间续取得不少成果.我国由于原有工业基础比较薄弱,某些问题尚未充分暴露,冲突仍不够突出 ,因此某些部门对环境电磁学重要性的熟悉仍很不够,目前仅有少数单位 ,少数人力从事这方面的科研工作 ,技术及特质条件都很贫乏,工作进度较

4、慢 .早在 1984 年 1 月 7 日中国科学院卢嘉锡院长在其次次全国环境爱护会议闭幕会上的发言就曾指出：重大的环境度果题必需进行多学吞各部门的协作,开展综合性争论.呼吁尽快把环境科学技术搞上云并提出了在国家科委领导下设立环境争论中心的建议.作为环境电磁学的科研工作者,也应积极响应呼吁, 抓紧做好这方面的工作.笔者有鉴于此 ,特撰写此文 , 经介绍环境电磁学的有关情形,期望能随着第三次产业革命的迅猛进展,引起相关部门对环境电磁学这一新兴边缘学科的重视,快速组织力气 ,大力开展这一领域的科研工作,以便和谐各项科学技术,加速在我国实现四个现代化的步伐.电磁兼容的英文名称为Electromagne

5、tic Compatibility ,简称 EMC.EMC是从过云的 电磁干扰 进展起来的 ,而对电磁干扰的争论工作可上溯到19 世纪 .到本世纪20 岁月后 ,各工业国家都日益重视电磁干扰的争论,成立了很多相关的国际组织.相世纪 40 岁月为明白决飞机通信系统受到电磁干扰造成飞机事故的问题,开头较为系统的进行电磁兼容技术的争论.美国自 1945 年开头 ,颁布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范,并不断的加以充实和完 善,使得电磁兼容技术进入新的阶段.高牢靠性方向进展 ,其应用范畴越来越广,渗透到了社会的每一个角落 ,正由于大规模集成电路的显现把人类带人信息时代,近年来信息高速大路和高

6、速运算机技术成为人类社会生产和生活水平主导技术,同时也由于航空工业、航天工业、造船工业以及其他国防军事工业的需要,都使得 EMC获得空前的大进展,放眼将来 ,EMC仍将在 信 息 安 全 和 生 物 电 磁 学 等 方 面 获 得 较 大 的 进 展 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电磁兼容技术涉及的频率范畴宽达0-400GHz, 争论对象除传统设施外,涉及芯片级 ,直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹,甚至整个的球的电磁环境.各种测试方法和测试标准已展 开了全方位的争论 ,例如 ,VDE 、FTZ 、FCC 、BS、MILSTD 、VG 、PTB 、NACSIM 、 IEC 、

7、CICPR 、ITU-T等标准逐年更新版本,趋向于全球公认化 ,各种规模的EMC 论证、设计、测试中心如雨后春笋般的显现.各国都留意 EMC 训练和培训及学术沟通 ,以 1994 年为例 ,就举办了 25 次国际性的一注解学术沟通会和培训班,涉及东道国有美国、德国、日本、瑞士、波兰、西班牙、意大利、英国、澳大利亚、以色列等国家.争论的热点已涉及很多方面,如运算机安全。电信设备电磁兼容。无线设备、工业掌握设备.自动化设备、机器人、移动通信 设备、航空航天飞机、舰船、武器系统及测量设备的电磁兼容问题。各种线缆的国辐射和掌握。超高压输电线及沟通电气铁道的电磁影响。电磁场生物效应。的震电磁现象,接的系

8、统,屏蔽系统等.我国开展 EMC 工作较晚 ,间续颁布了一些EMC 设计要求、测试方法等国家标准和国家军用标准 ,但具体的设计规范仍很缺乏.电磁兼容工作渗透到每一个电气电子系统及设备中,只有通过总体设计部门治理和谐,才能解决电磁兼容性问题.我们在长期工作中的组织治理没 有投入足够的人力物力做深化的争论,这些体会往往不能很好的积存、提高和推广,形成不了设 计 规 范 ,EMC设 计 列 多 的 是 在 低 水 平 上 的 重 复 , 这 种 局 面 有 待 迫 切 改 变 .下 面 就 当 前 环 境 电 磁 学 及 电 磁 兼 容 技 术 发 展 中 几 个 突 出 问 题 , 作 一 扼 要

9、 介 绍 .一、电磁兼容预测电磁兼容的基本内容之一是各个电子电气设备在同一空间中同时工作时,总会在它四周产生肯定强度的电磁场,这些电磁场通过肯定途径（辐射、传导）把能量耦合给其他的设备, 使其他设备不能正常工作,同时这些设备也会从其他的电子设备产生的电磁场中吸取能量,使自己不能正常工作 .事实上 ,这种相互影响不仅存在于设备与设备之间,同时也存在于元件与 元件之间 ,部件与部件之间,系统与系统之间 ,甚至存在于集成电路内部.假如一个设备或系统 在制造之前就能对它的工作状态进行猜测,改进不合理的设计 ,进行优化设计 ,远比把设备制造出来之后发觉问题再加经改进经济的多,因此 ,一个复杂设备、系统的

10、研制必需进行电磁兼容预测.一般来 说,电磁兼容预测 经历了三个发展阶段 ：（一）问题解决阶段这一阶段的特点是：在电气电子系统设计时不作统筹的电磁兼容考虑,显现电磁干扰问题时 ,再分析缘由 ,查找解决方法 ,对于较为复杂的系统 ,假如没有统一的考虑 ,显现干扰可能性极大 ,而且不易分析缘由所在,国有时甚至无法解决干扰问题,导致系统的重新设计或系统设计的失败.（二）规范设计阶段对系统、分系统、各部件、元器件,制定一系列具体的电磁兼容设计规范,严格依据规范进行设计和测试,将电磁干扰显现的可能性降为最低,但由于没有进行分析猜测,制定的规范不行防止的带有肯定的盲目性,指标要求太低 ,可能导致电磁兼容设计

11、失败,指标要求太高 ,又会必要的浪费.（三）电磁兼容分析预测阶段对系统、分系统、各部件、元器件电磁特性进行分析猜测,合理安排各项指标要求 ,并且在系统的整个设计过程中不断的进行修正和补充,使系统工作在正确状态.这一阶段的工作充分吸取了前两个阶段的优点,能够克服前面两个阶段的局限性,是目前电磁兼容技术的最高阶可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结段.目前 ,电磁兼容猜测一般在三个级别上进行,第一个级别是芯片的电磁兼容猜测.传统的芯片设计一般不考虑电磁兼容问题,在芯片工作在低速或低频时一般不会显现显著的电磁兼容问题 .但当芯片工作在高频时,电磁兼容问题特别突出,它直接影响到芯片的质量,因

12、此必需在芯片的设计时就考虑电磁兼容问题.目前 ,美国和其他一些西方国家的半导体芯片生产厂家把电磁兼容设计、猜测作为生产的第一个主要过程.其次个级别是部件的电磁兼容猜测,例如印刷电路板、多芯线、驱动器等电气部件本身的电磁兼容猜测,以及部件与部件之间的电磁 兼容猜测 .据报道 ,美国 IBM公司正投入了很多优秀的科技人员进行电磁兼容争论与设计,以使他们的产品性能更加优越,更具竞争力 ,其他公司纷纷效仿 ,第三个级别是系统的电磁兼容猜测 .这是一个例如飞机、舰船、导弹、飞船等装有多种复杂电子电气设备的系统进行电磁兼容预测.不幸的是 ,无论在哪一个级别上,电磁兼容猜测都没有完全做到,仍没有一个可供有用

13、的猜测软件显现 .显现这种情形的根本缘由是,电磁兼容问题作为个极为复杂电磁边值问题是很 难用一般的方法求解的.目前所用的方法主要是各种数值方法,其主要的问题是受运算机速度的限制 ,由于运算速度的提高并不是无限的 ,一个有效但比较困难的解决方法是改进运算方法和运算技术 .有人估计 ,在今后五十年内,运算方法和运算技术的改进将把电磁兼容猜测计算速度提高一个数量级.另一个数量级的提高将依靠于运算机本身的速度提高.随着运算机、 计 算 技 术 、 计 算 方 法 的 发 展 , 相 信 电 磁 兼 容 预 测 是 能 得 到 解 决 的 . 二、屏蔽测量技术的发展屏蔽测量技术的根本点在于精确、灵敏,其

14、基本特点就是被测信号与外界干扰信号之间有效隔离 .最具有代表性的屏蔽测量室是微波暗室, 到目前为止 ,它是争论得最多、应用也最广泛的屏蔽测量室 .它的基本测量方法是将测量设备和被辐射设备或器件同时置于内部,防止了外界信号对测量过程的干扰.除了用于常规的测量目的以外,它在各种电磁环境仿真技术中 也得到了重要的应用,其应用频段主要依靠于边界吸取材料的电磁特性,然而 ,大型微波暗室的造价相当高 ,小型暗室在实笔法应用中又很不便利.从而 ,导致了 80 岁月初屏蔽小室测量技术的发展.顾名思义 ,屏蔽测量小室体积小 ,应用敏捷 ,价格低廉 .它将被测设备置于测量装置内部,测量设备置于外部,以防止外界信号

15、对测量信号的干扰,与微波暗室相比,测量设备本身仍处于 复杂的干扰环境下 ,这是实际应用中应特殊留意的问题,这种部格外露有可能对测量结果产生较大的影响 ,特殊是在被测信号相当弱的情形下.目前 ,受到重视的小室有TEM Cell,GTEM和WTEM Cell. 从测量理论上看 ,这类小室属于积分式测量体系,与微波暗室等的分布式测量体 系构成了两类不同的测量技术,它们互为补充 ,构成了完备的电磁屏蔽测量技术体系.我国在这方面的争论工作中 ,北京邮电高校、北京理工高校和电子科技高校的理论争论工作较为深入,中船总武汉 701 所、东南高校、中国计量科学争论院、电子部四所及北方交大等在应用和小室开发技术领

16、域的研究工作较为深入.TEM Cell显现较早 ,争论工作也较成熟 .关于其内部电磁场分布特点,传播模式谱及其截 止频率 ,耦合效应及其对沿线方向阻抗分布和电磁场哟的匀称度的影响,频带展宽技术 ,内导体偏心以增加匀称场空间等大量的理论争论工作为TEM Cell的广泛应用奠定了基础.在应用方面 ,比较典型的 TEM 小室的电磁参数与国外同类相比基本相当,如中国计量科学争论院, 中船总武汉701 所、东南高校等的产品都达到了很高的水平,由于各自工作的需要 ,在外观尺寸不变动情形下,可以依据实际需要提高或降低某些技术指标,当然 ,这种转变是以牵动其他指标的某种变化为结果的,一个具体指标变化要依据科学

17、的分析方法和通过试验验证去确定. 如人们常用的偏心技术,它以场匀称性的下降为代价,提高了有效测量空间的体积和单模带宽.GTEM Cell在 87 年以后才提出来 ,与 TEM Cell相比,它的频带被大大的扩展,一个肯定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结抱负的 GTEM Cell的应用频带是无限制的,因此它有一些特殊的应用领域和应用客户.应用于 TEM Cell 的很多性能优化技术对于GTEM Cell 同样有效 ,以此为代价 ,它的场匀称性差 ,测量技术的理论争论工作存在比较大的困难,测量结果的分析和分解更加困难,在实际应用中 , 这咱小室更加难以驾驭.目前 ,关于其场特性、模

18、式特性以及测量理论和应用的争论都比较多, 同TEM Cell一 样 , 在 应 用 上 , 为 了 保 证 场 均 匀 性 , 都 有 一 个 三 分 之 一 规 就 .93 年人们提出另一个屏蔽小室-WTEM Cell, 其结构是半个TEM Cell, 但采纳线阵结构而非板块结构 ,在结构上与 TEM Cell相比没有实质性的转变,但这种结构在改善电磁场的均 匀 性 , 降 低 本 身 的 耦 合 与 提 高 单 模 带 宽 方 面 比 TEM Cell更 容 易 实 现 .其他类型的屏蔽小室仍有很多,如无反射小室 ,多模腔小室等 .纵观屏蔽测量技术的进展,可以预料小室技术会有比较大的进展.

19、以此为推动力 ,相应的理论争论和应用争论及其开发工作将会更加受到重视.三、系 统及设备相互间的人为电磁噪声及干扰这类电磁噪声及干扰主要包括输电线电晕噪声、汽车噪声、接触器自身噪声及导体开合时放电引起的噪声、电气机车噪声、城市噪声以及公用走廊内各种公用事业设备（输电线、通信、铁道、大路、石油金属管线等设备）相互间的影响,特殊是强电线路对其他设备 的容性、感性及阻性耦合影响,近来强电线进入大城市引起的的电位问题更为突出.此外 ,超高层建筑、输电线、铁塔等大型建筑物引起的重影响问题也很突出.为了减轻重影影响 ,可针对建筑物反射 ,采纳由铁磁粉末等制成的吸取壁结构,要兼顾美观与成本因素,把建 筑 学

20、和 电 工 学 很 好 结 合 起 来 . 在 天 线 和 电 视 机 方 面 也 可 采 用 相 应 措 施 . 四、电磁脉冲的影响雷电及核爆炸都会产生电磁脉冲,雷电的危害早已为人们熟知.由高空核爆炸产生的电磁脉冲能大量损坏敌方设备,将成为新一代的核武器,由于它能大面积损坏敌方的指挥、掌握、通信、情报系统、使之瘫痪,因此在国防上有很大价值,各国仍在大力加强核电磁脉冲方面的科研工作 .国际电工委员会TC77 技术委员会已成立CS-77 分会特的加强这方面的工作.需要指出的是现有不少文献均认为光缆可不受外界电磁场影响,但实际上在强电磁脉冲 作用下光纤会发热引起机械变形等后果,也将直接影响光纤的传

21、输特性,此外 ,直击雷仍会使光纤极 化偏 转,故 不可 忽视 这方面的 防护技 术. 五、频谱分配与管理人类社会各种活动 ,离不开信息的交汉 ,而电信正是现代社会中重科技成果的运用.电信就是把各种信息利用现代科技手段,转化为电磁波进行传输的一种手段.人类赖以生存、进展 文明、促进社会进步,都离不开环境中的三大要素-空气、水、资源（矿山、森林等）,然而到 20 世纪中叶以后 ,由于无线电科技的进展与广泛应用于各个方面,使人们开头意识到这个 由空间、时间和无线电三要素组成的无线电频谱资源,是人类重要资源 ,无线电频谱资源是一种有限的自然资源 ,但同时也是一种比较特殊的资源.无线电频谱是不行见的,它

22、虽是有限的 , 但不是消耗性的 .因不利用它或不充分利用它是对这资源的铺张,无线电频谱各频段传播特性 的不同又会因使用不当而造成本身利用率的下降或干扰影响其他信道而再次造成资源的浪费,因此对这一珍贵而特殊的资源,既要科学的治理 , 又要达到最有效的应用,各国为了爱护各个科技部门领域的进展,建立特的机构 ,进行科学的频谱安排与治理,并对那些产生无线电干 扰的设备 ,如家用电器及工业电器系统所辐杂波加以严格限制,以确保无线电的良好电环境. 六、空间飞行器的电磁兼容问题空间飞行器是一个具有复杂的机械结构和复杂的电气、电子结构的混合系统.虽然在目前条件下 ,人们已经有才能对系统的一些基本组成单元的电磁

23、兼容情形进行分析,但假如这个系统在特别有限空间范畴内有数以干计的机械零件,各电气电子元器件又以随便的方式密集 分布 ,就要对它们 EMC 分析猜测几乎是不行能的.对于可效分析的基本组成单元,应借助于各可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结种较为复杂的、精确度较高的电磁数值分析方法,编制相应的分析软件包,建立起尽可能完备的数学模型 ,象导线、机箱、天线自身的及相互间的电磁耦合,电源、接收机、发射机的频谱 分析等都是这样的问题,在此基础上 ,我们可以将飞行器内部分为如干相对独立的子系统,每一个子系统内部的设备数量也不多,相互间关系较为紧密的,功能较为单一 , 呆以等效为一个电磁干扰源或电

24、磁干扰敏锐器件,我们对每个子系统进行EMC分析猜测后 ,可建立起相应的数学模型 .子系统的数学基本组成单元的数学模型相比是简略的,采纳数学方法也较为简洁, 因此可以便利的组成更大子系统,直至空间飞行器整个系统,使之均能进行 EMC 分析猜测 ,我们在研制空间飞行器时,提出 EMC 设计要求 ,制定 EMC 设计规范 ,将飞行器内部的各个电气电子元件 器件 ,设备合理的支配在各个相对独立的单元或子系统中,子系统内部、子系统这 间都可以EMC 分析猜测 ,这样我们就有才能对飞行器系统EMC 性能进行评估 ,能有效的查找 、 排 除 研 制 过 程 中 出 现 的EMC总 理 , 优 化 空 间 飞

25、 行 器 的 设 计 . 七、的震电磁学的震电磁学是近十年来为了探究的震短临预报而快速进展起来的一门新的边缘尖端学科. 从直流直至超高频整个频段都有人进行观测争论.从的下几米深直至几千米深,从人工观 测到自动记录数字传送,各国都进行了大量观测争论.仍有一些国家正在积极预备利用卫星进行这方面的探究争论.大家对的震电信号（Seismo Electric Signal简称 SES）特别重视 , 它与震级、震中距及局部电性质的不匀称性亲密相关,人们右要东西（EW ）及南北（ SN ） 两个相互垂直方向测出SES 的两个重量 .每个的震前电信号中有用的是SES 变化的最大值 . 有一些国家的学者对10K

26、Hz-14KHz的长波信号乾的接收 ,争论其变化与的震孕育过程的关系.仍有些科学工作者对雷电的产生与的震的关系也做了一些探究观测量工作.日本仍进行了海底电磁波观测 .俄罗斯等国家的科学工作者仍对的震电磁现象也进行了观测争论,一般在500km以内,已可以进行较准确的的震预报.八、无线电通信技术中的电磁兼容问题作为近年来信息技术领域进展最为快速的无线通信包括移动通信技术,完全转变了人信 的生活方式和工作方式.无论是工作仍是生活 ,各种无线通信设备已经是人们不行缺少的需要.由此而来 , 相关的电磁兼容总理也就愈来愈多,愈来愈复杂 .假如不能很好的规划、设计,无线设备与非无线设备之间,无线设备与人之间

27、都会存在严峻电磁兼容问题：性能恶化、相互干扰、相互破坏、危害健康.假如不能很好的规划、设计,总有那么一天 , 无线通信技术的进展总的来讲有一个饱和度,一旦超过这个限度 ,那么无线通信技术革新愈进展,破坏性愈大 .下个世纪的移动通信技术,必需解决一些关键的电磁兼容问题,使得技术的进展建立在一个合理的基础结构之上,既兼顾到各种无线电技术不同种类之间的电磁兼容性问题,也兼顾到今日和将来技术连续性进展的电磁兼容性问题.争论工作必定包括系统内部和系统之间的电磁兼容两个方面：作为一个系统,特殊具有高频器件和电路的无线电系统,其内部的电磁兼容问题特别复杂 .对于高速 信息传输系统统特殊要赐予重视,这将是下个

28、世纪电磁兼容问题的一个重要争论领域 .另外 ,一些关键的、来自于系统之间的电磁兼容性问题也必需引起重视.（ 一 ） 宽 带 无 线 通 信 系 统 与 窄 带 无 线 系 统 之 间 的 电 磁 兼 容 问 题目前 ,正在使用的 900 兆赫频段（ AMPS 、TACS 、ETACS 、GSM900 、CDMA800 ） 6 和1800 兆赫频段（ DCS1800 、CDMA ）之间是一种倍频或者准倍频关系,他们之间的低次谐波之间会显现近似相等的情形,互影响严峻 ,需要严格和仔细的考虑.目前 ,大力开发的第三代宽CDMA 系统的工作在 2400 兆赫频段 ,其与 900 和 1800 兆赫频段

29、系统的兼容才能将是这项新技术在未来几年取得成功的一个关键因素.（ 二 ） 移 动 通 信 系 统 、 无 线 接 入 系 统 、 无 绳 和 寻 呼 系 统 之 间 的 电 磁 兼 容 问 题移动通信系统工程与寻呼系统、包括高速Flex 系统的电磁兼容问题可能成为一个关键的问题 .这些寻呼系统发射功率大,基站多 ,影响面大 ,另外很多用户同时使用移动电话BP 机,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结以节省使用费.这些因素会对移动通信系统/ 城市无线本的接人系统产生重要影响. 而DECT 、PHS、PACS 等无绳系统的快速进展 ,将使得本就已经严峻的兼容性问题更加的恶化.（三）的面

30、无线电系统、同温层系统和卫星系统之间的电磁兼容性问题当 依 系统、Teldesic 等复杂和中低轨道系统建成的时候,这些系统由于直接与的面终端通信,到达的面的功率远高于目前的同步轨道系统,因而与的面无线电通信系统之间的兼容问题将是全球通信网、特殊是移动通信网成败的关键.目前 ,正在争论和实施的同温层移动通信系统,由于其定 位 高 度 更 低 , 其 与 卫 星 和 的 面 系 统 之 间 的 电 磁 兼 容 问 题 应 格 外 受 到 关 切 .（ 四 ） 宽 带 、 超 高 速 移 动 能 信 息 其 他 系 统 之 间 的 电 磁 兼 容 性 问 题在下个世纪初期 ,高速宽带移动通信事业交

31、进进展的主要方向 ,它是全球个人多媒体移动通信业务的基础 .相应 ,宽带电磁兼容性的争论是特别重要的工作 .这一方面是为了提高宽带移动业务的牢靠性。另一方面是为了降低宽带业务系统设备内部、移动网内部、移动网之间、移动网和非移动网之间、移动通信和非通信业务设备之间的干扰,提高兼容工作的能务 和信息的保密性.争论工作包括基本概念、定义和支撑体系等.作为一项新技术的显现,无线宽带业务由于固有的宽带特性：宽频带信号发射、宽频带信号接收.当考虑到与其他系统的 相互作用时 ,其结果就是宽带信号发射和宽带干扰接收.对于这样的一个系统,没有可行的电磁兼容方案,结果不堪想象.（ 五 ） 无 线 电系 统 与 其

32、 他 系 统 之 间 的 电 磁 兼 容性其他的系统很多 ,包括家用电器、军事通信、医院设备、广播等,虽然已经制定一些相关的法律 ,比如禁止在医院、机场、飞机上、军事重的等使用移动电话,但干扰的问题从来就没 有停止过 .令我们记忆犹新的广州白云机场飞机停飞大事,就是寻呼系统造成的.因此不仅无线电通信系统之间 ,包括无线电通信系统与其他系统之间的电磁兼容性问题,都将是下个世纪研究工作的重点课题.总括起来,由于无线电通信系统的进展, 我们面对下个世纪的电磁兼容问题包括.（ 1）系统内部和外部、系统之间的工作频谱设计、寄生信号和非线形发射及感应结构的研究.（ 2 ） 各 种 无 线 业 务 包 括

33、新 业 务 的 电 磁 兼 容 概 念 、 定 义 和 标 准 的 研 究 .（ 3 ）面对对象, 特殊是宽频带系统电磁兼容模型, 分析方法和试验方案的争论 .（ 4）满意电磁兼容标准的宽带移动通信系统与网络的概念、定义和方案的争论与提出.开展这些工作的目的 ,旨在提高新移动通信业务的牢靠性和广泛的可应用性,制定无线电业务的电磁兼容定义、概念和标准,提高无线电通信业务对于信息社会信息传输和信息保证的能力,实现良性的无线电通信系统的发展.九、计算机中的电磁兼容（一）计算机电磁兼容性问题综述当前 ,运算机已经普遍的应用在工农业、国防、科技、训练、治理等各个领域,家庭和个人使用运算机的情形也逐步深化

34、和普及.运算机作为一种数据处理和储备系统,外界电磁场干扰可能对其正常运行和信息安全造成危害。而作为一种电子设备,它的寄生辐射和电磁泄漏也可能污染外界电磁环境或造成自身信息失密.算机系统的电磁兼容性已成为一个迫切需要研究的问题.运算机电磁兼容性问题具有一般电子设备的共性,又有其突出的特点 .它既是一个敏锐设备,又是一个干扰源 .它是低电平电子系统 ,从电磁兼容的角度而言,主要的是一个敏锐设备.它的主要电路是数字电路,数字电路的规律元件都有一事实上的阀电平和与之相对应的干扰容限,因而它不会响应低于容限的干扰,但对其所受到的高于容限的干扰容限, 因而它不会响应低于脉冲数字电路和工作于开关状态的电路组

35、成,所处理的是脉冲信号 ,因而易受外界脉冲干 扰的影响 ,也向外界产生干扰脉冲.脉冲信号具有很宽的频谱,运算机的主频也有很宽的范畴,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结包括长波、中波、短波、米波及分米波等很宽的波段与电力电子设备、广播、电视、通信. 雷达等的基本工作波段相同,使运算机工作在一个相当复杂的电磁环境之中,同时也在很宽的波段内向外界辐射和泄漏电磁干扰,有人对未实行防泄漏措施的微机进行过测量,结果说明在很宽的波段内泄漏电磁干扰,有人对未实行防泄漏措施的微机进行过测量,结果说明在很宽的波段内泄漏均显著的超过规定标准的极限值,在低频段和主振频率及其倍频邻近尤为严峻.目前,运算机

36、向高速、宽带、高密集度、小型化进展, 可能会导致干扰问题更加严峻,给运算机电磁兼容性问题带来更多急待解决的问题,但是利用数字化系统的高速运算功能、储备功能和判 断 功能 ,也 有可 能 进一 步 开辟 新 的抗 干 扰路 径 .运算机的外界干扰主要来源是射频干扰、工频电源干扰、静电干扰及雷电脉冲干扰等四类 ,如运算机房处于大功率无线电发射设备、高频大电流设备或射频理疗设备等邻近,当这些设备工作时 ,其空间电磁场强如超过伏/ 米（ 120 dBuV ） ,就运算机的工作将受到严峻的干扰.在电磁干扰环境中 ,运算机所受到的危害取决于干扰场强、频率和运算机自身的电磁敏锐度.试验证明 ,在离微机 6

37、米处开关电流为10 安的沟通感性负载 ,其接触器触头电弧产生的干扰足以使运算机产生误动作.工频电源电压的大幅度波动或电流冲击有可能通过电源线进入运算机系统 ,使运算机显现运行错误或故障,甚至破坏运算机的某些部件.此外 ,某些电气设备产生的尖峰脉冲、工业火花等也可通过供电线路进入运算机.例如 ,开关电传机可产生1 千伏的尖峰脉冲 ,它足以损坏某些部件.争论说明 ,工频电源干扰和通过电源线的射频干扰特别严重.静电干扰是造成运算机MOS 电路损坏的主要缘由 ,有人争论指出 ,当穿塑料鞋走动、穿尼龙或丝绸工作服在工作台前长期工作都可产生很高的静电电压,美国有统计说明 ,由于静电导致运算机及其元器件的损

38、坏造成的经济缺失每年高达数亿美元.雷电脉冲通常通过电网供电 电源进入运算机造成干扰,甚至使运算机或某些部件损坏.在我国 ,由于雷电而致使运算机损坏的事例屡见不鲜 .提高运算机系统的抗干扰才能的措施概括起来主要有几个方面.第一 ,从硬件、软件设计着手提高系统自身的抗干扰才能,在硬件设计中要进行EMC 设计 ,综合采纳各种抗干扰措施 ,在软件设计中 ,利用冗余技术、容错技术、标志技术、数字滤波技术都是有效方法 ,规律电路技术与软件技术的奇妙结合,可以用来作为抑制噪声的有力工具.其次屏蔽接的是提高运算机抗干扰才能的又一有力措施,屏蔽包括机房屏蔽、整机屏蔽、元部件之间 的屏蔽和隔离 ,电源的进线及传输

39、线的输入线和输出线也应屏蔽接的.系统与机房不仅要有良好的接的 ,而且要有针对性对交直流接的、高频接的、防雷接的和安全接的进行合理设计.此外,滤波也是抑制传导耦合干扰的重要方法.电源线滤波器可以显著降低来自供电网的干扰, 在屏蔽体的出入口或导线的适当位置安装滤波电路也是特别必要的.采纳光技术能传输高密 度 信 息 不 易 受 电 磁 感 应 噪 声 影 响 , 是 提 高 计 算 机 抗 干 扰 能 力 的 途 径 .运算机的寄生辐射和传导所造成的电磁泄漏具有很宽的频谱,另一方面是外部敏锐设备 的噪声源。另一方面也造成运算机数据信息的失密和失窃的可能.测试结果说明： CPU 、内存、 I/0 接

40、口、时钟、视频、字库、传输线、电源线等部位都有较强的电磁辐射,一般辐射击约为 40-80 分贝微伏 ,最高可达 75 分贝微伏 ,用灵敏度较高的接收机或电视机在几百米外就可有效的截收显示器显示信号.在低频段 ,数字时钟谐波次数低,信号较强 ,更易截收显示器视频显示信息 ,有试验争论说明,运算机显示信息泄漏的主要途径是显示掌握器与显示路之间的接口传输电缆所产生的辐射.抑制运算机电磁泄漏的手段主要是屏蔽技术、接的技术、滤波技术、隔离技术和源场抵消技术.此外 .采纳光纤接口可用效的提高微机系统防电磁泄漏的才能 .试验说明 ,实行防泄露措施之后,传导泄漏在整个频段内都能达到技术标准要求,对于辐射 击

41、泄 漏 , 除 低 频 段 、 主 振 频 率 及 其 倍 频 之 外 , 也 都 能 达 到 标 准 的 要 求 .（二）计算机TEMPEST技术运算机 TEMPEST 技术进展至今已有40 年的历史 ,它是在电磁兼容（EMC ）领域进展起来的一个新的争论方向.TEMPEST方案的具体内容是针对信息设备的电磁辐射与信息泄可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结漏问题 ,从信息接收和防护两个方面所绽开的一系列争论和研制工作,包括信息接收、破译水 平 、 防 泄 漏 能 力 与 技 术 、 相 关 夫 范 标 准 及 管 理 手 段 等.以 美国 为 首 的 几 个 少 数 发 达 国

42、家 在 TEMPEST进展 中 经 历 了 这 样 几 个 阶 段 ：1. 熟悉阶段（ 50 岁月初、中期）这个阶段主要解决信息泄漏严峻性的熟悉问题,对具体技术问题进行归类预研.2. TEMPEST技 术发 展 阶 段 （ 50 年 代 后 期 至 70 年 代 未） 这 一 阶 段主 要 制 定 了TEMPEST进展方案 ,对 TEMPEST问题绽开了一系列有方案、有组织、有针对性的攻关研究,使TEMPEST技术系统化、成熟化.3. TEMPEST技术标准化、专业化、市场化（80 岁月后期至今）这一阶段制定和颁布了一系列TEMPEST标准和规范 ,建立了一整套利用信息设备的电磁发射来猎取信息

43、情报更为准时、精确、广泛、连续,且安全、牢靠、隐藏 .技术与行政治理机构 ,TEMPEST技术也开头产品化、市场化.由于其他高新技术的进展, 又进一步促进了TEMPEST技术的提高 , 使TEMPEST问题的研究深入到一个更新的层次.由于运算机系统是各种信息处理设备中最关键和重要的组成部分 ,因而也是利用信息设备的电磁发射来猎取信息情报更为准时、精确、广泛、连续 ,且安全、牢靠、隐藏 .正是这样,TEMPEST 防护争论一般都是针对运算机系统及其外设配置而言的 .TEMPEST 的争论对象 仍 包 括 接 收 系 统 、 电 传 机 、 数 字 电 话 等 .信 息处理设备的电磁辐射有两方面影

44、响：1. 对电磁环境构成污染。2. 对 信 息安全 与 信息 保 密 会构 成 严重 威 胁.通过捕获各种电磁波谱来猎取所需要的情报和信息已是司空见惯 ,这是现代科技在侦察技术上的集中表现 .例如在海湾战争中美国就发射了一颗间谍卫星 ,据悉这颗卫星装有最先进TEMPEST 收发系统用以截取伊技克及海湾的区的政治、军事、经济情报这些情报中一部分是破译出来的 ,而相当多的部分是利用对方电子设备无意电磁发射来截取的 ,这颗卫星的另一个功能是由 TWEMPEST 发射系统释放乱真发射 ,以保证美军 C3I 系统的情报信息不被破译.已经分析说明：对于由数字电路组成的信息处理设备来说,由于辐射频谱及谐波特别丰 富,因而很简洁被窃收和解译,其信息泄漏问题更为突出一严峻,以计自机算机视频显示器例, 其中各种印刷电路板 ,各部件之间的电源.信号接口与连线、数据线接的线、驱动电路、阴极射击线管等都可以产生程度不同的电磁辐射 .在辐射频谱中 ,所包含的信息也不相同 ,包括时钟/数据信息频信息等 .从理论上讲这些信息都是可以接收和解译的 ,只是难易程度 .利用信息设备的电磁发射来猎取信息情报更为准时、精确、广泛、连续 ,而且安全、牢靠、隐藏 .总之,在信息化社会 , 争论运算机 TEMPEST 技术已和争论运算机病毒一样