电磁干扰的传播途径及抑制方法分析探讨

中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 李 旭

本文简要介绍了电磁兼容的基本原理、电磁干扰的传播途径及基本抑制方法。

引言：随着电子技术的广泛应用，各种电气、电子设备的电磁干扰问题越来越突出。本文主要针对电磁兼容基本原理与技术，电磁干扰的传播途径与抑制方法做一介绍。

1 电磁兼容原理

我国军用标准（GJB72A-2002）中给出了电磁兼容性的定义：“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。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统）遭受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。”

2 电磁干扰的传播途径

电磁干扰可以通过多种途径从干扰源耦合到敏感设备上。这些途径包括：公共导线（公用电源、公用连线等）；设备间电容；相邻导线的电感；通过空间辐射以及交变电磁场中的导线。按照耦合机理，电磁干扰可将其分为传导耦合、磁场耦合、电场耦合和辐射耦合4种方式。

2.1 传导耦合

传导耦合是指一个电路中的骚扰电压或骚扰电流通过公共电路（如共用的导线、元器件等）流通到另一个电路中的耦合方式。传导耦合又分为电路性传导耦合、电容性耦合和电感性耦合。

2.2 电场耦合

电场耦合是通过导体间的电容来实现的，也就是说，通过导体间的电容使一个电路的电场对另一个电路的电场形成交链，导体的电容与导体的形状及周围媒介的性质有关。

2.3 磁场耦合

典型的磁场耦合器件就是变压器。有用信号和骚扰信号可以从其一侧绕组传输到另一侧绕组。但一般的磁场耦合是指骚扰源产生的骚扰磁场与被干扰回路存在磁通交链，从而在被干扰回路中感应电动势。

2.4 辐射耦合干扰

通过辐射途径造成的干扰耦合称为辐射耦合，辐射耦合是以电磁场的形式将能量从一个电路传输到另一个电路。为了减小辐射耦合的影响，应采取如下措施：①降低骚扰源的强度和频率；②避免形成无线结构及采用自屏蔽结构；③将天线的两极短接起来；④采取滤波措施；⑤采取屏蔽措施。

3 抑制干扰的方法

电磁兼容的技术关键在于有效的控制电磁干扰，只有掌握电磁干扰的的抑制方法，并在系统或设备的设计、生产技术过程中合理的应用，才能实现电磁兼容。抑制电磁干扰的方法很多，其中主要有：接地、屏蔽和滤波。

3.1 接地

接地，顾名思义，是指设备或系统与“大地”保持良好的电连接，建立低阻抗通路。安全接地就是用低阻抗的导体将设备或系统的外壳连接到大地，以保证人身及设备的安全。干扰控制接地是指给设备或系统内部各种电路的信号电压提供一个零电位的公共参考点或参考面。干扰控制接地一般有3种基本的接法：浮地、单点接地和多点接地，以及由单点接地和多点接地派生出来的混合接地。

3.1.1 浮地

浮地是将设备或电路单元与公共接地平面或可能引起回路电流的公共导线进行电隔离的方法。

3.1.2 单点接地

单点接地是在设备或电路单元中，只有一个参考接地点，所有需要接地的点都必须通过地线连接到这一点上。

3.1.3 多点接地

多点接地是指设备或电路单元中各接地点都是直接连接到离其最近的接地平面，以使接地线的长度最短。

3.1.4 混合接地

混合接地方式利用了单点接地和多点接地的有点，对于高频电路部分采用多点接地，对于接地线过长的部分采用多点接地，而其余部分则可以采用单点接地。

3.2 屏蔽

屏蔽是利用屏蔽体阻断或减小电磁能量在空间传播的一种技术，是减少电磁发射和电磁骚扰防护的最重要的手段之一。

屏蔽有两个目的：一是限制内部产生的辐射超出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域。

3.2.1 屏蔽划分

屏蔽按照其机理可分为电场屏蔽（静电场屏蔽和交变电场屏蔽）、磁场屏蔽（恒定磁场屏蔽和交变磁场屏蔽）电磁场屏蔽（电场和磁场同时存在的高频辐射电磁场屏蔽）。按屏蔽体结构又可分为完整屏蔽、不完整屏蔽（存在孔、缝隙等）及编织带屏蔽（屏蔽线、同轴电缆等）。

3.2.2 屏蔽效能

为了衡量屏蔽体的屏蔽效果，一般常引用屏蔽效能来表示。屏蔽效能是指未加屏蔽时某一点的场强比，并以分贝表示，

屏蔽效能越大，屏蔽效果越好。

3.2.3 常用屏蔽材料

（1）衬垫

衬垫的种类很多，包括金属丝网衬垫、导电布衬垫、导电橡胶、指形弹簧等。这些衬垫多用于金属接缝处的配合表面，将这种导电性良好的衬垫填塞在接缝中间，在接合处表面加工精度不高的情况下，可以使接缝处具有较高的电磁屏蔽能力。

（2）通风孔

通常在屏蔽体上开有通风孔，这就破坏了屏蔽的完整性，这时可在开孔处安装电磁屏蔽罩。一般有两种方法，一是采用防尘通风板，是由多层金属丝网组成，特点是价格便宜，使用寿命长，维修、清洗方便。二是截止波导通风板，它是将铜制或钢制的蜂窝状结构安装在框架内，确保具有良好的屏蔽性能和通风效果，但它价格较贵，主要用再高性能要求屏蔽场合、军用设备等。

（3）连接器

两个屏蔽体电连接时，为使其成为一个完整的屏蔽体，通常采用屏蔽电缆或同轴电缆连接，之间必须采用电缆连接器。连接器的插座与配合同轴电缆插头，是屏蔽体壁与电缆屏蔽层构成无间隙屏蔽体，电缆屏蔽层应与插头均匀良好的压在一起，插座与插头之间也应保持良好的接触，确保之间没有泄露缝隙。

3.3 滤波

对于空间中传播的电磁骚扰，可以通过屏蔽技术加以抑制，而对于电路中传播的电磁骚扰，则需要采用滤波技术来加以抑制。滤波器的作用就是要限制接收装置的频率，使其在不影响接收有用信号的前提下抑制无用信号。

3.3.1 滤波器种类

滤波器是由R、C、L构成的一种网络。按照滤波器的能量损耗特性，可分为反射式滤波器和吸收式滤波器；按照位置和作用可分为信号滤波、电源滤波。电磁干扰滤波。电源去耦滤波和谐波滤波等；按照是否包含有源器件可分为有源滤波和无源滤波；按照频率特性可分为高通、低通、带通、带阻滤波等。

3.3.2 电源滤波器的安装

滤波器对电磁骚扰的抑制作用不仅取决于滤波器本身及工作条件，还与安装有关。

（1）电源滤波器不能存在电磁耦合路径；（2）不能把输入端与输出端的线缆捆扎在一起；（3）接地线尽可能短；（4）输入线与输出线拉开距离，避免并行；（5）滤波器与设备外壳接地良好；（6）连接线宜用屏蔽双绞线。

4 结束语

本文主要介绍了电磁兼容中的一些基本原理及电磁干扰产生的基本条件，在这个基础上讲述了三种抑制电磁干扰的基本方法。由于消除电磁干扰的方法多种多样，需要我们在实际中综合考虑，选择最佳方案解决电磁干扰问题。