电磁兼容与电磁防护相关研究进展

杨伟 张丹

摘要：从本质内涵上来看，电磁兼容与电磁防护基本上可以视为一个有机的整体。在研究方向与重点方面均是以电磁环境对设备以及系统所产生的作用机理以及能量耦合途径等内容为主。可以说，电磁兼容与电磁防护本质内涵方面都是以强化设备在预定电磁环境中生存能力与运行质量为主。针对于此，本文主要以电磁兼容与电磁防护为重点研究对象，针对二者涉及到的研究进展问题进行总结与归纳，以期可以给同行业人员提供一定的参考价值。

关键词：电磁兼容;电磁防护;电磁干扰;研究进展

前言：近些年来，关于电磁兼容与电磁防护的研究工作主要围绕仿真建模、实验测试以及防护措施等内容进行合理开展。其中，不少研究人员针对日益复杂的电磁环境以及高度集成的电子设备对电磁兼容以及电磁防护产生的影响作用进行了重点研究与分析。要求行业内部应该在原有电磁兼容预测模型的基础上，建立规模更大、系统更加复杂的电磁兼容预测模型，实现对电磁兼容与电磁防护问题的研究与分析。研究人员利用电磁能量主要耦合途径分析方法，针对电磁环境效应在多物理场联合建模中的技术问题进行了重点研究与分析。并相继提出电磁防护新技术以及新材料等应用问题，进一步推动了电磁兼容与电磁防護的研究进程。

1 电磁兼容与电磁防护的本质内涵与内在联系分析

1.1 本质内涵

一般来说，电磁兼容与电磁防护基本上可以视为电磁环境效应的重要表现。所谓的电磁环境效应主要是指构成电磁环境的总体或者某个因素，对设备或者生物体产生了一定的作用效果。其中，所产生的作用效果就可以分为电磁兼容、电磁防护以及电磁骚扰等现象问题[1]。

电磁兼容主要是指设备与分析统在共同电磁环境中可以保证同时且独立运行的状态。在功能应用方面主要以下述两个方面为主：一方面，设备以及分系统在预定电磁环境中运行时，按照安全裕度实现对设备工作性能的全面优化。并针对电磁干扰受损问题进行针对性处理，以确保设备运行安全合理。一方面，设备系统在预定的电磁环境中可以保持正常运行状态，一般不会给周边环境或者其他设备带来不必要的电磁干扰问题。

电磁防护主要是指在设计与研制生产期间，所使用的设备往往都具备抗电磁干扰能力、抵消电磁毁伤所带来的不良影响而采取的一种措施手段。按照功能作用进行划分，我们一般可以将电磁防护分为消除电磁环境对电爆装置、其他相关技术措施等[2]。

1.2 内在联系

从上述内容不难看出，电磁兼容与电磁防护无论是在本质内涵还是在外延作用方面，都可以理解为一个有机的整体。且二者在研究重点方面都是以电磁环境对设备或者作用所产生的作用机理等问题为主，也就是我们常说的电磁环境效应。同时，在功能目的方面主要以保障设备或者系统运行能力与生存能力。足以见得，电磁兼容与电磁防护之间可以呈现出相辅相成、相互促进的作用关系。

2 电磁干扰源研究进展

近些年来，随着电子系统集成度以及复杂度的不断提升，系统级电磁干扰发射问题所造成的不利影响日益凸显。在这样的发展态势下，行业内部对建模预测需求越来越迫切。根据目前研究情况来看，国内外针对这一方面的研究工作也显得比较重视。其中，相关研究人员重点针对如何获取并整合电子系统各组成部分的电磁干扰发射模型问题，进行了统筹规划与合理部署。并积极从建立系统级电磁干扰发射模型方面入手，针对电子系统各组成部分的电磁干扰发射问题进行研究与分析[3]。

同时，在电磁兼容问题的排查与整改过程当中，研究人员针对电磁干扰溯源问题进行了积极研究。研究表明，当大型复杂系统出现多处电磁干扰源问题时，研究人员可以通过从电磁干扰，信号分离以及定位等方面对电磁干扰问题进行全面整改。一般来说，电磁干扰溯源研究问题主要是以电磁干扰测试技术与相关处理技术的原理基础上，对电磁干扰溯源问题进行研究与分析。但是随着系统级电磁兼容问题的不断显现，操作方法已经难以满足当前需求。针对于此，建议行业内部研究人员应该立足于智能化与精度化的标准上，对电磁干扰溯源问题进行全方位升级与优化。

3 电磁敏感对象的研究进展

目前所应用的建模方法虽然可以实现在较宽频率范围内的精准仿真预测功能，但是在实现过程中，往往需要大幅增加模型复杂度才可以完成预测分析过程。如此一来，不仅会加大系统级仿真建模的难度，同时还容易引发干扰问题。因此，如何实现简洁高效的电磁敏感度宽带建模方法俨然成为当下行业研究领域亟待解决的问题[4]。

尤其体现在如何获取与整合电子系统各组成部分方面。除此之外，对于敏感对象而言，除了会诱发电磁干扰问题之外，还存在其他危害形式。如不良电磁危害源等会对电子器件以及集成电路造成风险隐患影响，同时还容易对电爆装置产生危害影响。针对于此，建议研究人员应该借助多物理联合分析功能，将电磁效应与热力学效应进行有机结合，实现对多种电磁环境效应的研究与分析，尽可能地从多个方面加强对电磁干扰问题的抵御能力。

4 电磁能量耦合途径的研究进展

近些年来，研究人员对长线耦合以及孔缝耦合等表现形式研究问题予以了高度重视，同时相关建模与分析技术的研究也趋于成熟化发展。但是对于舰船以及飞机等复杂系统而言，有限空间内所能集成的电子设备比且电磁能量耦合途径要比一般的系统更加复杂。要求研究人员应该从多个方面针对这一问题进行统筹规划与合理研究。其中，应该重点针对系统级电磁能量耦合规律的研究问题予以高度重视。最好可以从准确建模与分析方面入手，针对电磁兼容分析预测问题进行全方位研究。与此同时，结合大型复杂系统电磁能量耦合规律表现，确定电磁能量主要耦合途径。

并根据耦合途径的不同形式采取针对性防护措施，以确保电磁兼容整改效果得以到预期。另外，在电磁防护领域研究当中，研究人员可以适当开发新技术以及新材料，目的在于及时抑制电磁干扰源以及敏感对象之间所产生的不良作用，主要是电磁能量耦合问题。虽然从客观角度上来看，当前很多电磁防护新技术以及新材料仍旧处于初步研究阶段，甚至部分技术内容还有待原理验证，离工程化应用还存在一定的时间距离。但是从整体角度上来看，随着我国科学技术的不断发展，对于电磁兼容与电磁防护的研究将会不断加强。如此一来，电磁防护新技术以及新材料势必可以得到全方位推广应用[5]。

结论：近些年来，随着我国新型设备以及新型系统的不断发展，其对外部电磁环境提出了更高、更紧迫的要求。针对于此，建议行业领域在电磁兼容与电磁防护研究方面应该从以下方面进行重点关注与实行。

（1）研究人员应该针对电磁环境效应问题进行大力研究，全方位提升设备与系统电磁兼容水平以及电磁防护能力。

（2）立足于当前研究现状，针对大型复杂系统电磁仿真软件问题进行积极开发与研究。并适当加强对设备及以及系统级电磁兼容与电磁防护数据积累问题的高度重视。

（3）适当加强学科交叉基础研究力度，不断整合新理论与新方法，以确保电磁兼容与电磁防护体系得以实现三位一体目标。

参考文献：

[1]刘尚合，刘卫东. 电磁兼容与电磁防护相关研究进展[J]. 高电压技术，2014，40（06）：1605-1613.

[2]谭志良，李亚南，宋培姣. 射频前端强电磁脉冲防护研究进展[J]. 北京理工大学学报，2020，40（03）：231-242.

[3]何锦涛. 航空发动机电子控制器电磁防护设计研究[D].南京航空航天大学，2019.

[4]曹亮杰. 关于电磁兼容与电磁防护相关研究探讨[J]. 中国新通信，2016，18（08）：133.

[5]包家立，朱朝阳. 电磁兼容与电磁防护相关研究进展[J]. 高电压技术，2017，43（08）：2433-2441.