电磁辐射传播途径范文

导语：如何才能写好一篇电磁辐射传播途径，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】电磁波 应用 辐射 防护方法

电磁波也称电磁辐射，从本质上看，电磁波属于一种能量。该能量一般产生于高于绝对零度的物体，无法被肉眼识别。生活中，电磁波已经被应用到了很多领域，同时也为社会的进步发挥了很大的价值，但其存在的辐射问题却是不容忽视的，对其进行研究，并提出辐射防护方法很有必要。

1 电磁波的应用

目前，电磁波的应用主要集中在医疗领域、电子产品领域以及通信领域。

1.1 医疗领域对电磁波的应用

电磁波应用于医疗领域为该领域的发展带来了极大的促进作用，总的来说，其在医疗领域的应用主要体现在种种医疗器械功能的发挥方面。X光机是医院中十分常见的机器，这一医疗器械功能的发挥便需要依赖电磁波来完成。另外，心电图机以及微波治疗仪中也都应用到了电磁波，可见，医疗领域对于电磁波的应用是比较广泛的。

1.2 电子产品领域对电磁波的应用

电子产品领域同样对电磁波有所应用，尤其是家用电子产品，更是离不开电磁波的作用。以电磁炉为例，电磁炉是人们加热实物的主要工具，具有使用简单，加热速度快的特点，其加热功能的发挥便是通过对电磁波的应用而实现的。另外，科学技术的发展使得家用电话的形式开始逐渐改变，从传统的有绳电话，变为了目前的无绳电话，后者的通话功能便需要通过电磁波来实现。不同电子产品的辐射情况如表1所示。

1.3 通信领域对电磁波的应用

通信领域对电磁波的应用体现在电视节目的收看和广播节目的收听等过程。在过去很长一段时间，网络还未出现之前，人们的娱乐主要集中在收看电视节目与收听广播两方面，网络的出现为人们提供了新的娱乐途径，尤其是无线网络，更是彻底的改变了生活，需要认识到的是，无线网络功能的实现是通过电磁波来完成的，长期受其影响，对人们的健康会产生不利影响。

2 电磁波的辐射

电磁波的辐射主要表现为电磁辐射。能量源中往往存在大量的电磁波，受种种原因影响，其中一部分电磁波会与能量源脱离，并扩散到空间中，这一部分电磁波是构成电磁辐射的主要因素，同时也正是这一部分电磁波对人体的影响最为严重。

总的来说，电磁辐射对人体的影响主要体现在热效和非热效应两方面。所谓的热效应主要指的是受电磁波影响而导致的人的机体升温的问题。众所周知，水占据了人身体的大部分空间，受电磁波影响，水分子会发生摩擦，进而导致机体升温。从长远的角度看，这对于人体健康会产生极为严重的不良影响。除了外界的电磁波之外，人体本身也存在一定电磁场，在正常情况下，其会在人体内保持平衡，并将人体维持在正常运行的状况。受外界电磁波的影响，人体内部磁场的平衡性会发生一定的变化，这对于人体健康的保证是非常不利的。电磁辐射对人体的影响情况如图1。

3 电磁波辐射的防护方法

针对电磁辐射对人体带来的不良影响，提出一定的防护措施非常必要。根据电磁波应用反响的不同，需要采取的防护方法也不同。

3.1 医疗领域电磁辐射防护方法

医疗领域的电磁辐射问题对医生与患者健康状况的保证十分不利，尤其是医生，在长期操作器械的过程中，其身体必定会受到潜移默化的影响。为了为医生提供一个更加良好的工作环境，必须提出具体的电磁辐射防护方法。由于仪器本身功能的发挥需要通过电磁波来实现，因此辐射的防护必须从外界入手来实现，对此，对仪器的使用空间进行防护很有必要。以X光机的使用为例，要使用铅防护的方法达到避免电磁波扩散的目的。除此之外，以x光投射为主要工作的医生还应采取其他的防护手段，加强第二次防护，穿特质的防辐射服装能够使上述问题得到解决，对于医生身体状况的保证十分有利。

3.2 电子产品领域电磁辐射的防护方法

随着人们生活条件的改善，电子产品已经进入了千家万户，为了避免电子产品的应用所产生的电磁波对人们身体造成过于严重的不良影响，必须做好防辐射措施。卧室为人们休息的主要空间，因此，要避免将电冰箱等电子产品摆放在卧室，以最大程度的避免辐射。另外，手机同样会产生辐射，避免手机辐射的主要方法为减少手机使用时间，这对于电磁辐射防护效果的改善能够起到较大的促进作用。

3.3 通信领域电磁辐射的防护方法

从通信领域的角度看，电磁辐射的产生存在三种必要条件，即辐射源、辐射设备与传播途径。这一领域电磁辐射的防护可以从上述三种条件的角度出发来完成。

以辐射源为例，加大对辐射源的屏蔽力度能够从根源处解决通信领域的电磁辐射问题。针对辐射情况较为严重的源头，可以通过安装屏蔽罩的方式实现对辐射的屏蔽，实验显示，相对于屏蔽罩安装之前的辐射情况而言，安装之后的电磁辐射明显减少，因此认为，这一方法在电磁辐射的防护过程中，影响效果较为明显。

针对辐射设备而言，要从其内部元件入手，对其中的电磁敏感元件进行评比，进而避免电磁波进入到设备之中，进而间接对人体产生影响。

除此之外，从传播途径的角度出发仍可以达到辐射防护的目的，切断传播途径是一种很好的方法。

4 结束语

综上所述，电磁波无论在医疗领域，还是在通信以及电子产品领域都有所应用，可以说，电磁波的应用为人们生活带来了极大的便利，但其所带来的电磁辐射问题却不容忽视。为了最大程度的降低电磁辐射对人体所带来的不良影响，要根据不同情况作出不同的防护措施，这样才能充分发挥电磁波的优势，避免其劣势，对于其应用水平的提高具有重要意义。

参考文献

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[5]王生浩，文峰，郝万军，曹阳.电磁污染及电磁辐射防护材料[J].环境科学与技术，2006（12）：96-98+121.

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关键词：电磁干扰；构成要素；传播

【中图分类号】O441.4 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0009-02

一、前言

电磁干扰是一种“电磁感应”现象，经过长期研究发现，电磁感应过强会对信号传输产生干扰，影响信号传输的准确性，从而降低了整个传输流程的效率。勘测显示，无论是电力系统还是通信系统，在信号传输活动中均遭受了电磁干扰的破坏，导致信号传输不及时，信号内容不完整，信号定位不准确等问题。为了保证信号传输的稳定性，深入分析电磁干扰的构成要素及传播途径是很有必要的。

二、电磁干扰的分类

电磁干扰（EMI）是一种电子噪音，它能干扰电缆信号并降低信号完整性，EMI通常由电磁辐射发生源如马达和其他机器产生。电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质使得一个电网络上的信号干扰到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间传播使其信号干扰到另一个电网络。在高速印制电路板及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响到本系统内子系统或其他系统的正常工作。

三、电磁干扰的构成要素

电磁感应现象是不可避免的，对电力设备、通信设备均会产生不利影响。而电磁感应之所以能对其它设备造成干扰，是由于电磁干扰的几个构成要素的共同作用。在图1中，每一种结构均起到了不同的干扰作用。

1.干扰源。干扰源是产生电磁波的根源，也是产生电磁干扰现象最基本的要素。目前，研究人员判断电磁干扰的来源主要集中于微处理器、微控制器、传送器等元件。以微处理器为例，其在运行时会产生过大的噪声频率，进而扩散到半导体元件，最终产生了谐波干扰。

图1 电磁干扰的组成要素

2.传播路径。电磁波并非单独形式的传播，其必须要借助不同的媒介才能实现传递。电磁干扰最常见的方式是通过导线传播，导线在高负荷工作状态下产生噪声，这电磁波传播提供了空间。无论是通信设备或电力设备均有导线连接，因而导线已经成为最主要的电磁干扰传播媒介。

3.接收器。干扰破坏也需要有接收器才能产生作用，若设备未安装可以感应干扰的接收器，则不会发生电磁干扰现象。资料显示，仅少数电磁干扰是经过射频辐射接受电磁波，其它均是利用接收器来接收电磁波，这样对外界信号造成电磁干扰，影响了信号传输的质量。

四、电磁干扰传播的主要方式

当前电磁干扰现象已经对发送信号的设备造成了许多不利影响，破坏了正常的生产秩序，降低了电力、通信等设备的使用效率。电磁干扰传播的媒介是多种多样的，但其传播方式只有两种。图2中，详细分析这两种传播方式，通过分析人们可以制定防范电磁干扰的措施。电磁干扰传播具体情况为：

1.传导传输。传导传输属于直接性的电磁传播现象，只有具备了传播媒介才能实现干扰。如：通过传导传输干扰时，干扰源及接收器中间肯定有相应的连接，即通常所说的“导线”。对于结构复杂的设备，导线并非单独的传输介质，有时会与构件、电源、阻抗等共同传输，同样会产生电磁干扰。

图2 电磁干扰方式

2.辐射传输。与传导传输相比，辐射传输的媒介比较特殊，基本上是通过“电磁波”形式间接性造成干扰。无线通信技术普及应用后，辐射传输成为了主要的电磁干扰方式。由于无线通信系统设置了基站，两个基站天线利用电磁波感应信号传输信息，这就为电磁干扰创造了空间。

五、消除或抵抗电磁干扰的措施

不管是哪一种干扰形式，其对电力或电子设备均会造成明显的破坏作用，若不及时处理会影响到设备正常的运转。随着城市改造活动的日益平凡，电力工程建设质量受到了多方关注，保证电力系统的安全性、可靠性是极为重要的。鉴于电磁干扰的破坏作用，应及时采取措施屏蔽或消除干扰现象的破坏作用。常用的措施包括：

1.过滤.电磁波过滤有助于减弱电磁干扰的破坏作用，将滤波器安装于电力设备中，可定期检测电磁干扰现象的发生，一旦出现异常情况则自动提醒操控人员处理。新型滤波器具有自处理功能，检测到电磁波之后能有效地过滤，以减小电磁干扰造成的破坏。

2.屏蔽.采取屏蔽措施能彻底解决电磁干扰问题，为电气设备创造优越的作业环境。如：安装屏蔽器件，把电磁干扰波段屏蔽在线路之外，中断了电磁波与元器件的接触，从根本上解决电磁干扰。此外，也可以调整线路结构，把电磁波转移给其它装置，以减小对连接设备造成的危害。

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【关键词】变频器；干扰；措施

1 变频器谐波产生机理

通用变频器的主电路一般为交—直—交转换电路，当变频器工作时它从电源引入了非正弦的电流。这是由于变频器的输入整流器在把电源的交流电压和电流转换为直流电压和电流时产生的。

（1）输入整流器：从三相电源的每一相中一次引入电流。引入的电流是非正弦的，并不像标准的交流正弦波那样，而是在整流器转换过程中产生了畸变。畸变意味着电源电流波形包含了谐波，因为畸变的波形可以分解为一组正弦分量，既人们所说的谐波分量。由于电源是一个对称的标准三相电源，而整流部分又是一个开环不可控的，所以谐波的“次”数是一定的，所以整流部分产生的谐波分量很少。

（2）输出逆变器：直流电流经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件IGBT逆变为频率电压可变的交流。在逆变输出回路中，输出电流是受PWM载波信号调制的脉冲波形，对于GTR大功率逆变元件，其PWM的载波频率为2～3kHz，而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样，输出回路电流也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波，其主要谐波次数为第一次（基波，50Hz），第五次谐波（250Hz）第七次谐波（350Hz），第11次谐波（550Hz），第13次谐波（650Hz）。我们从逆变器的工作机理可以看出变频器中的大部分谐波和干扰都是在逆变器中产生的，高次谐波电流对负载有着直接干扰（当作用在电机上时电机表现为发热，声音难听。当作用在模拟仪表上时，仪表的指针和读数乱跳，这些现象都是受到干扰的现象），另外高次谐波电流还能通过电缆向空间辐射，干扰邻近电气设备。

2 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径

2.1 主要电磁干扰源

电磁干扰也称电磁骚扰（EMI），是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当其工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。

2.2 电磁干扰的途径

变频器能产生功率较大的谐波，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分空间辐射干扰即电磁辐射干扰、传导、感应耦合。

（1）电磁辐射

变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内，它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术，当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时，其输出的电压和电流的功率谱是离散的，并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换（dv/dt可达1kV/μs以上）所引起的辐射干扰问题相当突出。

当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞，则辐射强度与干扰信号的波长有关，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

（2）传导

上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射，也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络，并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络，使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。

（3）感应耦合

感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时，干扰的电磁波辐射能力相当有限，而该干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现，这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关。

3 抗干扰的措施

根据电磁性的基本原理，形成电磁干扰（EMI）须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰，可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中，硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施，一般从抗和防两方面入手来抑制干扰，其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。

（1）变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐波电流。

（2）电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰。

（3）信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离（至少20cm以上），切断辐射干扰。

（4）变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电气设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。这样能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。使用变频器时，因接地不正确而引起的干拢间题时有发生，为此首先要在概念上分清什么是“安全接地”和“电磁干扰接地”，尤其是在高频区域，由于“趋肤效应”在接头处将呈现高阻状态，造成接地不良，使系统对外干扰信号增强，对外影响变得敏感。因此，在防止电磁干扰接地时，需要实现低阻抗连接。

（5）增加输入电抗器，一般应采用无源电抗器，目的在于只允许特定的频率信号通过，阻止干扰信号源。并帮助吸收重载设备投入时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰。2%阻抗进线电抗器通常已足以能够吸收电压峰值并在多数应用情况下能避免变频器有害的停机。还能保护变频器内部直流回路电容器不至于过热和由于吸收浪涌漏电压，而减少寿命，并且增加电源阻抗。4%阻抗进线电抗器最适宜降低由变频器产生的谐波频率电流，还能使干拢信号不能通过地线传播而被反射回干扰源。安装输入电抗器时应尽量靠近变频器，并与其共基板。若两者距离超过变频器使用说明书规定的标准，应用扁平线连接。

（6）输出电抗器装于变频器的输出端（U﹑V & W），以允许电机在长电缆的情况下运行。

在变频器输出端串接电抗器，可以解决电机过热和噪声污染。采用了输出电抗器，可省去在变频器与电机之问的屏蔽电缆。这样做不仅降低了成本，而且能很好的抑制变频器对外产生的干扰，这是使用电抗器的主耍优点。

输出电抗器的电感补偿可使电机电缆相-对-相和相-对-地的分布电容。由于电机电缆长度增加，电机电缆的总分布电容也随时增加，该分布电容与变频器输出端的残余电压峰值（由于变频器输出器件IGBT切换），导致电流峰值流频器。这些电流峰值会引起变频器有害的跳闸，安装了输出电抗器都可以避免。电抗器被装于变频器的输出端，以允许带长电缆运行，电抗器补偿了电缆中的分布电容。

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论文关键词:计算机　电磁辐射　信息安全　TEMPEST

论文摘要:利用电磁学的方法分析了计算机电磁信息辐射的原理?引入偶极子分析计算了计算机电磁信息辐射场的频谱与场强;研究了计算机电磁信息辐射接收机的接收原理?进一步定量分析了辐射场强与接收机带宽、噪声系数、接收天线定向性和增益之间的数值关系;阐述了计算机电磁信息泄露的方式和途径?概括了基于实际的军队计算机应用中电磁信息安全与防护的主要手段。

随着信息技术的发展和微型计算机的普及应要处理、传输、存储的军事机密的安全构成了严重的用?计算机已成为目前最关键、应用最广泛的信息处威胁?给国家和军队造成重大损失。理、传输和存储的电子设备。军队指挥自动化、国防为了确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存工程的通讯与指挥、现代化的武器装备以及智能化储更安全有效?就必须重视军用计算机的电磁信息的信息技术产品等无不与计算机有关。由于计算机安全与防护?研制、开发和使用防信息泄漏的计算的特殊构造方式?它在工作时?会向周围空间辐射电机。在计算机信息安全领域?电磁信息辐射的研究磁波?这些电磁辐射信号包含丰富的频谱资源?携带属于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敌方接收并破译?就对计算机anationStandard)的研究范围。

1电磁信息泄露原理

1。1计算机辐射原理

麦克斯韦于1846年归纳出了麦克斯韦方程组。根据麦克斯韦方程组(方程组(1))可知?电路中只要有电流的变化就会有电磁波的产生?任何时变电磁场都会向四周空间辐射电磁信号?任何载有时变电磁信号的导体都可作为发射天线向周围空间辐射电磁信号。

由公式(2)、()3可以看出?偶极子所载信号幅度越大?频率越高;功率越大?辐射场强越强;信号波形越尖锐?其频谱越宽;高频分量越丰富?其辐射场强越强。

计算机系统的主要硬件有主机、显示器、键盘、鼠标、打印机和其他外设备?电源线、主机与外设备间的互连线缆(信号线、数据线和控制线)?连接主机、外设备与互连线缆的连接器。计算机电路组成复杂?各个部件以及各种时钟电路都存在电磁辐射?产生携带大量信息的辐射电磁波。这些电磁波就通过计算机的主机、外设备、线缆和连接器向周围空间辐射?产生的电磁信息泄漏伴随计算机对信息的接收、处理和发送的全过程。

从信息种类来分?计算机电磁辐射信息包括视频信息、键盘输人信息、磁盘读写信息等。从辐射部件来分?计算机的电磁辐射可以分为处理器的辐射、通信线路的辐射、转换设备的辐射、输出设备的辐射等。

从辐射方式来分?还可以分为一次泄漏和二次泄漏。对于处于复杂电磁环境中的计算机?周围的电磁波接收和发射装置有可能成为计算机二次泄漏辐射的载体。如果计算机辐射信号以某种形式藕合到计算机周围的发射电路中?它以两种形式二次发射出去:辐射信号藕合在放大器的前级?被放大器直接放大发射出去;辐射信号藕合在混频器前级?与发射机内的本振经混频器混频再经放大器发射出去。二次泄露辐射的强度可能超过一次泄漏的辐射强度?降低了计算机设备的防护等级?增加了信号泄露的危险。

1.2计算机辐射信息的接收

计算机工作时产生的极其丰富的谐波资源可达兆赫兹(GHz)以上?电磁辐射最强的频带范围一般在20~so Hz之间?计算机的串口、并口、线缆和连接器?其信息泄露的带宽一般较低?约在01 MH:?只要接收机的带宽大于01 MHz?就能有效地接收计算机的辐射信息。计算机视频信息的电磁辐射较为严重?随着显示器的分辨率越来越高?辐射的频率范围也越来越宽?辐射强度也不断增加?被接收还原的可能性也不断增大。1958年?vna.Eck在论文中提出?可以在1仪x〕m处接收还原视频信息?20世纪90年代英国人称可以在160 m接收还原视频信号。其余部件的辐射?在满足接收机条件的情况下?

当确定了接收机的带宽B、接收机的噪声系数凡、接收机天线的定向性D(或者增益G)?便可以确定接收机能接收到的最低场强?只要大于最低接收场强的计算机电磁辐射信号均可以被接收机接收。

2安全与防护

为了降低计算机电磁辐射信息泄露的危险?确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存储更安全有效?必须采取安全防护措施。目前的计算机防电磁信息泄露所采取的措施主要有3种?即信号干扰技术、电磁屏蔽技术和TEMPEST技术。

2.1信号千扰技术

信号干扰技术是指利用相关原理?将能够产生噪声的干扰机放在计算机旁?把干扰机发射出来的噪声电磁波和计算机辐射出来的信息电磁波混在一起?通过不同技术途径实现与计算机辐射信息的相关联?并产生了大量与计算机相同频谱特性的伪随机干扰信号?使干扰信号与计算机设备的信息辐射混合在一起向外辐射?所以能破坏原辐射信号的形态?降低辐射信息被接收后还原的可能。它具有造价低廉、移动方便、体积小、质量轻等特点?是目前国际上应用最广泛的一种防泄漏措施。

信号干扰技术主要是针对计算机的视频辐射信息泄漏采取的一种防护措施?缺点是干扰机的干扰噪声(白噪声)和计算机的辐射信号(主要是视频信号)的特性是不同的?可以被接收者区分开?提取到其中的有用信息。而且?信号干扰技术多采用覆盖式干扰信号?容易造成电磁污染和防护对象单一。

2.2电磁屏蔽技术

电磁屏蔽技术是利用电磁屏蔽原理?将计算机关键部分用特殊材料包起来?抑制近场感应和远场辐射、中断电磁辐射沿空间的传播途径?是解决电磁信息泄漏的重要手段。

电磁屏蔽有双重作用:减小电磁辐射泄漏;防止外界电磁干扰。屏蔽方法有多种?根据不同需要可以采用整体屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽电缆、屏蔽电路、屏蔽机柜、屏蔽室等。屏蔽效果与材料性能、辐射频率、屏蔽体结构和辐射源的距离等有关。屏蔽体都需与大地相连?为屏蔽体上的电荷提供一条低阻抗的电气泄放通路。电磁屏蔽的效果与屏蔽体接地的好坏密切相关?一般屏蔽体的接地电阻都要求。从使用的效果来看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信号衰减60一140dB?缺点是造价高。采用电磁屏蔽的方法防止电磁辐射泄漏时?并不是所有的设备和元器件都能完全封闭在屏蔽室?内。比如?电源线、信号线等均与外界有联系?辐射电磁波可以通过传导方式传到屏蔽室外造成信息泄漏。

2.3 TEMPEST技术

TEMPEST技术即低辐射技术?是指在设计和生产计算机设备时?对可能产生电磁辐射的元器件、集成电路、连接线、显示器等采取防辐射措施?从而达到减少计算机信息泄漏的目的。前景较好的是红、黑设备分离技术。采用红黑分离技术制造红黑分离式计算机?是指在系统设计中引人红黑工程概念?将计算机设备上的信号分为红黑两种信号?红信号是指能被接收破译?并复现出有用信息的信号;黑信号是指即使被接收到?也不能复现出有用信息的信号。把红信号与黑信号完全隔离开来?然后对隔离后的红信号采取特殊处理措施?使其达到防电磁信息泄漏极限值的要求。在计算机设备中?相应地也定义了红设备、黑设备等概念。红设备是处理保密数据信息的设备?黑设备是处理非保密数据信息的设备。

红黑设备之间是不允许进行数据传输的。通常是在两者之间建立红黑隔离界面?仅仅实现黑到红设备之间的单向信息传输。

软件TEMPEST技术191是国外近年发展起来的新的电磁防护技术?基本原理是通过给视频字符添加高频“噪声”并伴随发射伪字符?使敌方无法正确还原真实信息?而我方可正常显示。它替代了过去由硬件完成的抑制干扰功能?成本较低。采用TEM-PEST技术的防护型TEMPEST计算机?使用软件来控制计算机辐射信号的发射?同时加入了专用的攻击程序?当有人企图截获信息时系统能自动保护并进行自卫反击。

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关键词开关电源电磁干扰抑制措施耦合

目前，许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI（ElectromagneticInterference）的研究，他们中有些从EMI产生的机理出发，有些从EMI产生的影响出发，都提出了许多实用有价值的方案。这里分析与比较了几种有效的方案，并为开关电源EMI的抑制措施提出新的参考建议。

一、开关电源电磁干扰的产生机理

开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种;若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明：

1、二极管的反向恢复时间引起的干扰

高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。

2、开关管工作时产生的谐波干扰

功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。

3、交流输入回路产生的干扰

无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。

开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。

4、其他原因

元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板（PCB）走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，PCB的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成EMI干扰。

二、开关电源EMI的特点

作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度.

三、EMI测试技术

目前诊断差模共模干扰的三种方法：射频电流探头、差模抑制网络、噪声分离网络。用射频电流探头是测量差模共模干扰最简单的方法，但测量结果与标准限值比较要经过较复杂的换算。差模抑制网络结构简单（见图1），测量结果可直接与标准限值比较，但只能测量共模干扰。噪声分离网络是最理想的方法，但其关键部件变压器的制造要求很高。

四、目前抑制干扰的几种措施

形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而,抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径（见图2）;第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。

采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如,功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。因此,系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后,最终都与大地相连.

在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现“一点接地”。因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地,需要接地的各部分就近接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容减少返回电流的幅值。在低频和高频共存的电路系统中,应分别将低频电路、高频电路、功率电路的地线单独连接后,再连接到公共参考点上。

滤波是抑制传导干扰的一种很好的办法。例如,在电源输入端接上滤波器,可以抑制开关电源产生并向电网反馈的干扰,也可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害。在滤波电路中,还采用很多专用的滤波元件,如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环,它们能够改善电路的滤波特性。恰当地设计或选择滤波器,并正确地安装和使用滤波器,是抗干扰技术的重要组成部分。

EMI滤波技术是一种抑制尖脉冲干扰的有效措施,可以滤除多种原因产生的传导干扰。图3是一种由电容、电感组成的EMI滤波器,接在开关电源的输入端。电路中,C1、C5是高频旁路电容,用于滤除两输入电源线间的差模干扰;L1与C2、C4;L2与C3、C4组成共模干扰滤波环节,用于滤除电源线与地之间非对称的共模干扰;L3、L4的初次级匝数相等、极性相反,交流电流在磁芯中产生的磁通相反,因而可有效地抑制共模干扰。测试表明,只要适当选择元器件的参数,便可较好地抑制开关电源产生的传导干扰。

五、目前开关电源EMI抑制措施的不足之处

现有的抑制措施大多从消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径出发，这确是抑制干扰的一种行之有效的办法，但很少有人涉及直接控制干扰源,消除干扰，或提高受扰设备的抗扰能力，殊不知后者还有许多发展的空间。

六、改进措施的建议

我认为目前从电磁干扰的传播途径出发来抑制干扰，已渐进成熟。我们的视点要回到开关电源器件本身来。从多年的工作实践来看，在电路方面要注意以下几点：

(1)印制板布局时,要将模拟电路区和数字电路区合理地分开,电源和地线单独引出,电源供给处汇集到一点;PCB布线时,高频数字信号线要用短线,主要信号线最好集中在PCB板中心,同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开。其次，可以根据耦合系数来布线，尽量减少干扰耦合。（见表1）

(2)印制板的电源线和地线印制条尽可能宽,以减小线阻抗,从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。

(3)器件多选用贴片元件和尽可能缩短元件的引脚长度,以减小元件分布电感的影响。

篇6

【关键词】变频器；谐波；电磁干扰；抑制；削弱；措施

前言

变频器能产生功率较大的谐波， 对系统其他设备干扰性较强。变频器的主电路最终转变为频率可变的交流信号，而在电源侧有整流电路的设备，都将产生非线性引起的谐波。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。在调速应用领域中，变频器调速有诸多优点，但由于变频器逆变电路的开关特性，变频器也成为电网中最主要的谐波产生源之一。

1 变频调速系统的电磁干扰源分析及其传导途径。

1.1 主要电磁干扰源

电磁干扰是一些外部噪声和无用信号在接收端中所造成的干扰，通常是通过电路传导并通过电（磁）场的形式传播扩散。相对电网而言，变频器的整流桥是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网内的其它所有电子、电气设备产生谐波干扰。另外，现在变频器的逆变器大多采用PWM技术，会携带着产生大量的耦合性噪声发生。因此，我们说变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一个非常大的电磁干扰源，我从另一方面来开看，电网中的谐波干扰其最主要的是通过变频器的供电电源干扰变频器。

1.2 电磁干扰的途径

变频器能产生功率较大的谐波，在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰， 变频器输出侧谐波又会辐射，对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是相同的，分电磁辐射、传导、感应耦合这几项。

1.2.1 电磁辐射

要想变频器摆脱辐射，理论上就要将变频器放在全封闭的并可接地的铁外壳内，阻止变频器通过空间的作用向外辐射电磁波。其辐射场强取决于三个方面：即干扰源的电流强弱；装置的等效辐射阻抗程度；干扰源的发射频率高低。现在的技术应用中，高载波频率和开关器件的高速切换在辐射干扰中已经占了很大的一部分。假设变频器的金属外壳不完整，带有缝隙或孔洞，利用辐射强度与干扰信号的 波长有关的特性，当孔洞的大小与电磁波的波长接近时，会形成干扰辐射源 向四周辐射。同时辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。

1.2.2 传导

传导是连接与其相连的导线向外部发射或者是通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入另一个电路。与辐射干扰相比，其传播的路程可能会更远。最典型的途径是：低压线路中的变频器所发生的干扰信号将沿着配电变压器顺利进入中压供电网络，并通过各种途径沿着另外一些配电变压器等最终进入民用低压配电网络，使配电母线的电气设备自然又成为了远程的受辐射体。

1.2.3 感应耦合

感应耦合其本身是介于辐射传播与传导传播之间的另一种传播途径。当干扰源的频率在低位时，扰的电磁波辐射能力处在比较弱的程度，因为干扰源是独立的，不直接与其它导体连接，但电磁干扰能量自身还是可以通过变频器的输入、输出导线及与电磁干扰相邻的其他导线或导体产生感应耦合，在邻近导线或导体内感应出电磁辐射的干扰。感应耦合出现的形式很多，可以由导体间的电容耦合的形式出现，也可以由电感耦合的形式出现还可以以电容、电感混合的形式出现，上述这些都与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等客观因素有或多或少的关系。

2 针对电磁干扰的处理措施

2.1 提高变频器的载波频率

变频器的载波频率是可调的，当谐波较大时，尽可能提高载波频率。为降低自身功耗，尤其是采用IGBT元件的变频器，出厂值一般设定为较低值。在实际应用中，例如调整载波频率从2KHz提高到16KHz，自身功耗增加约2.5倍，发热量约增加6倍，但输出电流波形正弦性变好，波形光滑毛刺减少，电机噪音与发热量降低，对减小谐波有利。选择合适的载波频率，对抑制和减少谐波有相当的作用。

2.2 隔离

所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。将变频系统的供电电源与其他设备的 供电电源相互独立，或在变频器和其他用 电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐 波电流。在变频调速系统中，通常是在电源和变频器之间的电源线上采用交流电抗器以免传导干扰，交流电抗器对5-19次谐波有显著的抑制作用，选用时电压降控制在3%的额定电压，不宜过高或过低，另外可在变频器直流回路（整流-滤波）直接串接直流电抗器，可有效降低输入侧电流谐波，同时也改善了功率因素，作用相当显著。

2.3 滤波

在变频器输入侧设置输入滤波器，设置C-L-C与L-R-C高通滤波器有抑制干扰信号、克制它从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机的作用。可在变频器输入侧设置输入滤波器达到减少对电源的干扰作用。通过增大线路在高频下的阻抗来削弱，通过线路传播的频率较高的谐波电流。为减少电磁噪声、损耗等浪费现象，在变频器输出侧可再次设置输出滤波器。因在变频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管 导通瞬间，产生峰值很大的充电电流，损坏逆变管。破坏绝缘，还会引起开关跳 脱、引起误动作。保护电器电流中含有的谐 波会产生额外转距，改变电器动作特性，引 起误动作，甚至改变其操作特性，或烧毁线 圈。所以选用时，22KW以下变频器宜选用串联式，以上选用并列式滤波器，需要注意的是，输入和输出滤波器不相互通用，需针对性选择安装。

2.4 屏蔽

最有效抑制干扰的方法就是屏蔽干扰源。通常变频器本身用金属外壳屏蔽，避免电磁干扰的泄漏。而最好用钢管屏蔽输出线，尤其是以外部信号作为控制变频器的时候，要求信号线的尺寸尽可能短，且采用双芯信号线屏蔽，如果变频器具备了通讯功能，尽量采用总线通讯的方式，避免硬接点与模拟给定带来的更多引线。通过主电路及控制回路完全分离的做法，分置于不同的配管或线槽内，屏蔽周围电子敏感设备线路同时保证屏蔽罩必须可靠接地使屏蔽产生实际有效。

2.5 接地

实践证明，接地设置是降低噪声和防止干扰极为重要的手段。接地方式的好坏直接影响着系统的抗干扰能力，对内部噪声的耦合有时也能起到很好的抑制作用，从而形成保护层抵挡外部干扰的侵入。变频器的接地方式有很多，要根据具体情况采用，如多试点接地、一点接地和经母线接地等，要注意不要因为接地状况不良而对设备产生干扰。

单点接地：指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。发挥效能在低频率下较好；多点接地：指装置中的每个点都直接连接到距它最近的接地点。发挥效能在高频率下较好；混合接地：是根据信号频率的强弱和接地线的长短，来选用单点接地和多点接地并用的一种方法。作为变频器本身，其有专用接地端子PE端，以安全和降低噪声为出发点考虑，必须接地。地线不能接在电器设备的外壳上也不要接在设备的零线上，且接地极的位置也要在合理的基础上慎重考虑。

2.6 正确安装

作为一种精密的功率电力电子产品，变频器现场是否安装完好也时刻影响着变频器能否正常工作。正确的安装方法可以确保变频器在安全稳妥的环境下运行。所以对变频器的安装环境有一定的要求，不是任何环境下都可以随意安装。一般使用手册对变频器的使用温度规定在最低温度-10℃，最高温度不得超过50℃；对变频器的海拔高度也有一定的要求，应小于1000m，如若超过这一规定应降使用；经常发生振动的地方不适合安装变频器。对振动冲击较大的场合，应采用相应的防振措施；电磁干扰源附近不得安装变频器；空气污染严重的环境下不适合安装变频器，潮湿的环境也不易安装，如若安装应尽量采用密封柜式结构，且使变频器处于通风状态下，确保控制柜内有足够让变频器冷却的风量，其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。

3 对于导致控制部件电动机过热的干扰

运用变频器还可以对电动机的调速进行控制，由于高次谐波频率增大，电容器对高次谐波阻抗减小，因过电流而导致温度升高过热、甚至损坏电容器；甚至有可能发生谐波共振，加重谐波的危害。即使是对同一电动机，在同一频率下运行，电动机也将增加5%～10%的电流，自然会提高电动机的温度。一般电动机的制冷风扇大多采用在电动机轴上安装，在低速运行连续进行时，由于自身冷却风扇的冷却能力不足，会出现电动机过热的现象。

电动机过热的对策有以下几种：

（1）改变调速设置，为电动机另配相应使其冷却的风扇或改自冷为它冷，提高低速运行时其冷却能力。

（2）避免电动机连续低速运行，选用容量较大的变频器专用电动机。

4 结束语

随着电力电子及微电子技术的发展进步现代电气自动化程度的提高，各种电磁干扰也日益增多，对变频器的干扰如果没有深入的认识，具体方案及相应的处理措施，处理彼此之间的相互电磁干扰危害，更大程度的确保生产的正常进行和设备的稳定。以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析，提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用，变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决与改善。

参考文献：

[1]郭欣欣，陈亚辉，陈晓辉.变频器供电永磁直线同步电动机谐波特性分析及计算[J].微特电机，2012（40）.

[2]丘淼生，黄克峰，王业潘.基于阵列滤波补偿装置的变频器谐波治理[J].变频器世界，2012（07）.

[3]陶权.变频器应用技术.第1版.华南理工大学出版社.2007.

[4]林育兹.变频器应用案例.第1版.高等教育出版社.2007.

[5]吴忠智.吴加林.变频器应用手册.机械工业出版社.2007.

[6]电磁兼容性术语（GB/T43651995）[S].北京：中国标准出版社，1996.

篇7

[关键词]电磁兼容性；电磁干扰；电缆敷设；电磁耦合

中图分类号：X3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0216-01

1 电磁干扰

在机载电子设备工作时，由于电磁场相互耦合，会造成很大的相互干扰，飞机上产生电磁干扰的机理异常复杂，有磁场耦合、电场耦合、传导干扰和辐射干扰等。干扰源产生的电磁干扰可以通过多种途径把干扰耦合到其他设备上。

2 电磁兼容性

电磁兼容性是指系统、分系统、设备在共同的电磁环境中具有能协调完成各自功能的共存状态，即设备、分系统、系统不会由于处于同一电磁环境中受到其它设备的电磁辐射而导致性能降低或发生故障；也不会由于自身的电磁辐射使处在同一电磁环境中的其它设备、分系统、系统产生不允许的性能降低或故障。

电磁兼容性是电子系统和设备的重要性能指标，它可分为系统间及系统内电磁兼容两类。系统间的电磁兼容性指各系统共处于一定的电磁环境中，完成各自独立的功能，而没有电磁危险和功能降低的状态。影响系统间电磁兼容性的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间的耦合。系统内的电磁兼容性指系统内的分系统、设备、部件之间存在着电磁兼容性。影响系统内电磁兼容性的因素有传导耦合和辐射耦合。其耦合形式有电缆之间的电感、电容、电场及磁场耦合；系统内公共阻抗耦合；设备机壳之间、电缆与机壳之间的耦合和天线间的辐射耦合等。

解决好电磁兼容性的问题是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研究、生产、使用与维护的各阶段充分予以考虑和实施才可能有效。电磁兼容性的设计和研究就是从分析干扰源、干扰传播途径以及扰对象出发，根据工程要求采取有效措施抑制干扰源，消除干扰耦合，减少不希望的发射，消除或减弱干扰耦合，增强敏感设备的抗干扰能力。这就要利用各种抑制技术，包括合适的接地，良好的搭接，合理的布线，屏蔽、滤波和限幅技术等。

3 电缆敷设的电磁兼容性设计

电气设备按电磁兼容性要求在成品厂进行设计后，机上设备之间的电缆敷设将是影响飞机系统电磁兼容性的一个重要因素。因此，主机所对装机电缆进行设计时，应进行电磁兼容性方面的考虑。由于电子设备及传输信号的种类很多，布线不当将造成很大的电磁干扰。电缆是传输信号的重要途径，同时也给干扰信号通过耦合进入系统提供了载体，大多数导线间的电磁耦合发生在同一束电缆中。

（1） 电线特性分析

飞机上使用的电线种类很多，而且各自的特点也不相同，只有清楚了解它们的特性才能很好地对电缆敷设进行设计。下面介绍几种典型的电缆线：

扭绞线：扭绞是电线交叉的一种形式。在飞机上常采用扭绞所具有的平衡结构来控制电缆敷设引起电磁干扰信号的感性耦合。

屏蔽线：电缆间的耦合主要是近场耦合，电缆屏蔽是减少耦合的一种有效办法。对于感性耦合，屏蔽的机理主要是依靠高导磁材料所具有的小磁阻起磁分路作用，也就是由屏蔽体为磁场提供一条低磁阻通路，使屏蔽层内部空间的磁场大大减弱。因此，可用高导磁材料把干扰源散发的磁通与感应回路隔离开来，并能把部分通向感应回路的交链磁通反射掉。电缆屏蔽可减小电线间的耦合电容，并可以增大旁路电容。

同轴电缆：它是非平衡电线，具有均匀的特性阻抗和较低的损耗，广泛用于高频信号的传输。其差模干扰可分成两部分：一是场对电缆的干扰，使电缆表层产生干扰电流；二是由于电缆的转移阻抗使表面电流转换为差模电压，作用在放大器或逻辑电路的输入端，经过这一过程使外界的干扰电平得到较大幅度的衰减。

（2） 电线电磁兼容性的分类与布线要求

飞机上的主要电线可分为一次电源线、二次电源线、控制线、低电平敏感线、隔离线和系统布线。一次电源线是与交流电动机、照明系统等电气负载连接的交流电源线和直流电源线。这类电线一般不需要屏蔽，可采用扭绞形式，以降低磁场耦合，和其他电线要保证有15cm的间距。

二次电源线指电子、仪表与电源的布线，传输5KV以内的二次直流电压的电线也属此类，一般可采用扭绞非屏蔽线，以使辐射或感应磁场的耦合降到最低，但对射频敏感的放大器供电线，则需屏蔽。除与一次电源线外，此类线的敷设应与其它线之间保证有7.5 cm的间距。

连接到短时间工作的设备和部件的电线为控制线，它与电源线之间要有15 cm的间距，与其它电线应有7.5 cm的间距。敏感设备所使用的电线电缆为低电平敏感线，需要屏蔽处理，以避免外部电磁场的干扰和内部电磁场的辐射。

（3） 电缆敷设的需求

在机上敷设电缆时，由于空间等条件的限制，布线可能无法满足理想的间距要求，但应限制在一定的范围内，以满足电磁兼容性的要求。在机上安装电缆时，需注意以下几点：

a） 接收设备高频电缆和发射设备高频电缆应在机身顶部和下部相对安装；

b） 导线组在机身左右侧平行安装；

c） 电缆通过减轻孔前、后应保持一定的间距；

d） 电源线不与敏感线和隔离线捆扎在一起；

e） 连接器最好采用同类电线，隔离线、敏感线不应和电源线、控制线共用连接器；

f） 信号线和其回线应安置在相邻插针上；

g） 输入、输出信号线不应捆扎在一起；

h） 交流供电线和其它电缆、高电平控制线和低电平敏感线应分开固定。

（4） 电缆敷设的接地要求

接地是电子设备工作中必须采取的技术措施。接地设计对各种干扰的影响是很大的，因此在电磁兼容领域中，接地技术至关重要，其中包括接地点的选择、电路组合接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用等。接地为电路提供零电位参考点，并为干扰电压提供低阻抗通路，使系统达到稳定工作的目的。屏蔽接地可取得良好的电磁屏蔽效果，达到抑制电磁干扰的目的。一个接地系统的有效性，取决于减少接地系统的电位差和地电流的程度。一个不成功的接地系统，往往使这些杂散寄生阻抗的电压、电流耦合到电路、分系统或设备中去，从而减弱屏蔽效度。在接地时，要求接地线具有较小的电阻和电感，并且要短、粗或离开地面要低。改变接地线的截面形状，可改变它的射频阻抗。在截面积相同时，扁平电缆的射频阻抗比圆形的要低，其相邻导体间分布电容要小，可减少传输线间的耦合和串扰，所以它是较好的高频接地线，同时，它也适合低频线路，接地线的长度应小于四分之一波长（λ），线的长度则要看通过接地线的电流大小，以及允许在接地线上产生的电压降而定。如果电路对电压降很敏感，则接地线长度不得超过0.05λ，如果不敏感接地线可到0.15λ。

4 结束语

随着用电设备的增多，机上电磁兼容环境变得很恶劣。电子设备通过电缆进行交联，电缆既是传输信号的通道，又是电磁干扰耦合的重要途径，因此，机上电缆敷设的电磁兼容性设计尤为重要，一定要根据实际情况，合理设计电缆的敷设通道、接地方式和接地点，以减小电磁干扰对飞机系统的影响。

参考文献

篇8

【关键词】GPS;GPRS;船载设备;电磁兼容

1.前言

进入新世纪以来，随着我国电子工业和造船工业的高速发展，我国船舶上装备了越来越多的电子设备和电气设备，呈现出复杂化、智能化的发展趋势。由于PCB周围的空间较为狭小，容易产生电磁干扰的现象，进而对设备运行性能产生负面影响，严重的甚至会导致误动作，诱发事故，危及航行安全。所以，有必要重视包括GPS及GPRS等船载电子设备的电磁兼容问题，以便提升这些设备的抗干扰性能和电磁兼容性能。

2.电磁干扰的产生和传播分析

对于船载GPS及GPRS设备来说，要求处于相同电磁环境内的相关设备，不会由于另外设备所发射的电磁波影响其正常使用性能。另一方面，也不会由于其发射的电磁波，影响其他设备的正常使用性能。

就电磁干扰而言，主要产生的要素有敏感设备、干扰传播路径和干扰源。按照干扰形式，干扰源能够分为人为干扰源和自然干扰源;基于来源来进行分类，能够分为外部干扰以及内部干扰。总的来说，只要可以消除敏感设备、干扰传播路径和干扰源中的任意一个，就能够有效抑制船载GPS和GPRS等设备的电磁干扰。

船载GPS及GPRS设备的主要干扰源如下：

（1）因为电源电路的接通或断开，使电流或者电压出现急剧变化，从而形成干扰源。

（2）基于电磁辐射的形式，远距离无线电干扰传送给GPS接收机和GPRS模块，直接传送或者通过天线馈线传输至船载电子设备及其接地回路。

（3）气体放电导致产生系统干扰。

（4）在发射过程中，GPRS模块对船载电子设备系统的干扰。因为监控中心和船载GPRS模块需要经常进行数据通信工作。在数据发射的过程中，GPRS模块会产生较大的瞬间电流（超过2安培）。所以，较大的功率消耗形成的电磁波辐射会严重干扰船载电子设备的正常工作。

（5）同一船载电子系统内的GPRS通信模块和GPS模块，其工作频率均处于射频范围之内，因为GPS信号功率较小，容易被噪声所淹没;另一方面，GSM信号有着较大的发射功率，在同一系统内，GPS模块也容易受到GPRS通信模块的干扰。

总的来说，干扰传播途径主要如图1所示：

图1 船载GPS及GPRS设备电磁干扰的主要传播途径

（1）线间感应耦合。在较小线间距离的情况下，会因为信号大而导致线间耦合现象的出现。

（2）辐射耦合。相关元器件或者载荷导线会辐射电磁场，由此元器件和导线之间、导线和导线之间、元器件同元器件之间会因为互感或者分布电容形成感应电压。

（3）公共阻抗耦合。信号传递会因为电位参考点产生公共阻抗，作用于公共阻抗之上的电流会把干扰耦合到另外的相关电路中，导致公共阻抗耦合最为关键的因素是由于接地方式不良所导致的。

（4）传导耦合。具体通过信号线、地线和电源线将电磁干扰耦合到敏感单元。

3.电磁干扰抑制的优化设计

（1）船载设备电源电路的优化设计

作为船载GPS及GPRS通信设备最为主要的干扰源之一，交流电源干扰对设备的正常运行产生了明显的影响。通信设备的EMC指标直接受电源电路选择和设计的影响，并关乎这些设备的工作状态。就电源干扰而言，电源瞬时掉电、电源瞬时跌落、快速瞬变脉冲群干扰中，影响最为严重的是快速瞬变脉冲群干扰。该类型的干扰利用共模和差模的形式作用在电源入口，进而严重干扰整个系统的正常工作。因而在系统电源的设计过程中，要利用吸收、隔离和滤波的方法来对电源引入干扰进行抑制。电源系统利用隔离变压器来对公共电阻导致的耦合进行消除，通过开关稳压电源转换为直流电压，再将高频信号通过滤波器件予以滤除，接着通过吸收器件对尖峰干扰电压进行吸收后送至船载GPS及GPRS通信设备。系统工作电压为+3.8V及+5V。

（2）对外接口电路的优化设计

该系统的对外接口主要有：报警接口、按键接口、音频输出口和音频输出口。因为报警信号线和音频信号线的长度较长，易出现耦合干扰，导致误报警和系统通信质量较差的现象。为了有效规避上述干扰，在设计系统的过程中，利用吸收器件和电阻电容构成的吸收电路来对尖峰干扰进行吸收。就按键来说，在闭合或者断开的过程中，通常都会产生抖动甚至出现电弧干扰，应当将RC吸收电路加装在按键处，越大的C值能够实现更好的抑制效果，另外，电容还有着消弧功能，而电阻是用来对电容放电电流进行限制的。

（3）GPS模块和GPRS模块的优化

由于GPS接收机有着较大的噪声敏感性，为有效规避相关带内噪声影响GPS接收机的正常工作，应当将GPS模块和GPRS模块尽量分开，对滤波器和接地进行充分的优化，并分别屏蔽以上2个模块来对GPS接收机的相关干扰源进行抑制。

4.结束语

本文对船载GPS及GPRS船载设备的干扰源进行了较为详细的分析，并提出了相关优化建议，经现场验证，可以说实现GPS及GPRS船载设备正常稳定的工作，具有较强的抗干扰能力。希望通过本文的研究，为我国船用电子产业提供有益的促进。

参考文献

[1]杨静峰，董金明.基于GPRS海洋勘测导航系统[J].电子测量技术，2004（03）.

[2]黄小钰，董绪荣，王伟.导航战中对GPS的对抗技术分析[J].舰船电子工程，2007（06）.

篇9

【关键词】计算机；病毒；特点；感染表现；防范措施

社会生活的各个领域都在广泛的使用着计算机，它让人们的工作效率和工作质量都有了质的飞跃。但是与此同时，计算机病毒的攻击也随着社会网络化的进展渗透到了各个领域，它的出现，对人们的正常工作与生活起到了严重的干扰，也给使用计算机网络来了巨大的威胁。所以在不断普及计算机与网络应用的同时，也要加大对计算机病毒的打击力度与防范力度，给人们一个安全的网络环境。

一、计算机病毒的特点及表现

计算机病毒，可以是一个程序，也可以是一段可执行的编码，它会对计算机的正常运行产生破坏，让计算机没有办法正常工作，甚至对其操作系统和硬盘产生损坏。而且其性质与生物病毒类似，自身有复制能力，可以粘附在不同格式的文件里，当进行文件传输的时候，病毒也会随之传播，然后在用户执行其他的程序时，病毒程序就会被激活，然后开始新一轮的破坏。

总的来说，它有这样几种特点：其一是它攻击的隐蔽性很强，它是悄无声息的使计算机受到感染，只有产生实际破坏的时候才能被人们察觉。其二是具有超强的繁殖能力，计算机一旦遭受感染，会马上遭到破坏。其三是它传播的途径相当广。即可以通过优盘和有线设备进入到计算机内，还可以通过无线网络及硬件传染。其四是它的潜伏期很长，在受到某种刺激之后，就会爆发。其五是产生的破坏很大，轻的会干扰计算机的运行，重的会使计算机内存储的文件与数据丢失或外泄，甚至导致系统的完全瘫痪。

而一旦计算机遭到感染，可能会出现以下的现象，第一是计算机无法顺利启动，有的时候就算用了很长时间启动了，也会不时的出现黑屏或画面定格的现象。第二是计算机运行的速度明显的降低了，比如某些程序的运行时间过长，传输文件和复制文件的时间远远超过的平时的时间，这就有可能是感染了病毒。第三是计算机的存储空间减小甚至变为0，这是由于病毒在计算机内进行复制而占用了内存，使得用户无法存储资料和文件。第四是先前存储的文件长度与内容发生了变化，比如小的文件突然变得很大，长的程序忽然变得很短，这些都是因为感染了病毒，严重的甚至会使文件的内容变成乱码，给用户来很多不便。第五是频繁出现死机的状况，尽管初学者对计算机无法准确的运用，也不可能造成其频繁死机，那么就一定是因为计算机的系统感染了病毒，并已经受到了损坏。

二、对计算机病毒的防范措施

1、严格的管理措施

这可以说是在传播的途径上，对计算机病毒进行防范。首先，不可以随意使用来源无法查明的计算机软件，特别是那些盗版的软件。公司的机房和学校的机房应该禁止随意插入优盘，如果的确需要使用，要进行病毒检测，达到标准的方可以进行下一步的操作。其次，禁止在机房的计算机上玩游戏，因为游戏的运行环境普遍较为复杂，遭受计算机病毒攻击的可能性也很大，所以要禁止此类操作。再者，对单位和学校的计算机要设定使用权限，只针对本单位或本学校的人员开放，以防止外来人员恶意传播病毒。最后，要对计算机内的系统盘进行重点保护，防止计算机内自身的文件携病毒而发生局域网络的病毒传播。

2、建立病毒的防护体系

这一项措施，也是在病毒的传播途径上进行防范。要建立病毒的防护体系，需要在以下几个层面上采取防护措施，第一在访问控制层上进行防护，使得病毒无法深入访问计算机。第二在病毒检测层上，使一些隐藏较好的病毒及时显现出来。第三在病毒遏制层上，将检测到的病毒进行及时控制防止其蔓延。第四是在病毒清除层上，将控制的病毒彻底清理干净。第五在系统恢复层上，加强系统自身修复的能力。第六在应急计划层上，对突发事例进行及时应对。这些层面的防护措施，需要切实有效的软件技术与硬件设备的支持，并由专业人员进行设计和处理。

3、严格保证硬件质量安全

对于一些用来存储企业秘密和商业秘密的计算机，其自身使用的系统和相应的硬件设备应当从商誉较好的计算机生产公司那里购买，而最好的是建立起自己的计算机生产企业，使计算机的生产国产化和系列化，以保证硬件与系统的安全质量。并且对从外购买而来的计算机，对其系统和硬件进行安全检查之后才可以进行使用，从源头上限制和防范计算机病毒的侵入。

4、加强电磁屏蔽与建设计算机应急分队

加强电磁屏蔽可以阻止电磁泄漏与电磁辐射，并且有效的阻止电磁辐射类型的病毒的传播，进而保证了计算机的安全。同时建立计算机应急分队，由专业的技术人员组建，针对一些计算机安全问题，及时处理。

5、自身安全意识的提升

要增强自身的安全意识，对计算机病毒有一个准确的认识。

对一些来历不明的文件不要轻易打开，也不要随意浏览一些杂乱的网站，更不要轻易接受别人从网络上传输的资料与信息。经常进行计算机病毒的检测，对发现的系统漏洞及时修复。熟知计算机感染病毒之后的一些症状，一旦自己使用的计算机出现了相应症状，在简单处理之后仍然无法使其正常运行的，一定要到专业人员那里进行病毒查杀与系统的修复。

尽管计算机的杀毒软件更新较快，但是也无法赶上计算机病毒的变异速度。我们面对着这些种类繁多的计算机病毒，一定要加倍的小心，在采取专业的计算机病毒防护措施之后，也要树立起警惕的安全意识，只有这样，我们才可以尽量的避免计算机病毒来的威胁。

参考文献：

[1]付松洁.计算机病毒类型及其防范措施[J].经济研究导刊,2010(05).

[2]胡艳玲.浅谈计算机病毒的防范措施[J].教育教学论坛,2010(22).

[3]刘建平.浅析计算机病毒及防范措施[J].才智,2011(04).

篇10

［关键词］：变频器干扰问题对策建议

一、变频器的干扰

变频器的干扰一般分为外部和内部干扰两个部分,主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。

二、变频器抗干扰技术

（一）外部干扰的抑制对策

变频器的外部干扰是指变频器以外的干扰源对变频器本身及其接线或变频调速系统的干扰，包括以下几种：外部的高电压、电源通过绝缘体漏电而造成的干扰；外部大功率设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合造成的干扰；空间电磁波造成的干扰；工作环境温度不稳定，引起变频器本身及其接线或变频器调速系统内部元器件参数改变造成的干扰；由同一电网供电的其他设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

变频器外部干扰抑制的有效措施就是加大干扰源之间的电气距离。因为电磁干扰与电气距离的平方成正比，即电气距离增加一倍，电磁干扰则降低4倍，因此，周密考虑设备布线，可大幅度降低电磁干扰的传播。通常对变频器的空中传播噪声、电磁感应噪声一般可采取以下措施：

1、将容易受电磁干扰的设备远离变频器，变频器与设备共地将产生电磁干扰，应将变频器单独接地，以减少相互间的噪声干扰。

2、变频器的动力电缆应使用屏蔽双绞线对（STP）电缆，并应选合适的电缆截面，最好使用耐热电缆，耐受+60℃或更高的温度，电缆的导线截面积应根据额定的电流选定，进线电源电缆宜比电动机电缆选大一档。不同的模拟信号线应独立走线，有各自的屏蔽层，以减少线间的耦合。模拟信号线和数字信号线分别屏蔽和走线。也不要使不同的模拟信号用同一个公共返回线。不要将直流电压（如24VDC）和交流电压（如115/230VAC）信号线共用同一个电缆槽；控制电缆最小面积为0.5mm2多芯屏蔽电缆，适合端子的最大截面积不应超过2.5 mm2，否则应加大电缆截面。

3、变频器和电动机屏蔽电缆必须可靠接地，使其高频噪声等电位。屏蔽电缆的屏蔽层的一端在电动机侧接地，另一端在公用控制电缆的端部处接地。应使动力电缆和控制电缆尽可能远离，并避免各类信号线和动力线平行布线及成束布线。将信号线和动力线采用屏蔽电缆或分别穿入金属套管能有效抑制噪声。

4、将变频器安装在金属底板中心位置上，金属底板应平整、无凹凸现象，金属底板周边应预留一定接线空间，并将金属底板屏蔽接地。

5、在变频器输入、输出端及控制信号线上设置RFI滤波器和LC型噪声滤波器，可以有效地抑制电线的辐射噪声、减少动力电缆之间的噪声及动力电缆和接地公共噪声、减少调幅无线电噪声。LC型噪声滤波器应接在变频器输入端。但在中性点不接地电网系统中不能使用RFI滤波器和LC型噪声滤波器，否则会引起短路故障损坏设备及滤波器。在与变频器控制端子直接连接的接触器、继电器线圈两端并接浪涌吸收电路，可以抑制电磁噪声。

（二）内部干扰的抑制措施

变频器的内部干扰是指变频器内部各元器件之间的相互干扰，包括以下几种：工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电流造成的干扰，与工作频率有关；信号通过接地线、电源和传输导线的阻抗相互耦合，或导线之间的互感造成的干扰；变频器内部某些元件发热，影响元件本身或其他元件的稳定性造成的干扰；大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其他部件造成的干扰。通常对变频器的内部干扰一般采取以下措施：

1、电磁噪声的抑制：变器本身是一个电磁噪声源，这种电磁噪声从变频器辐射出去，会干扰设备。按电磁噪声传输方式的不同可分为3类：

1.1电磁辐射噪声。电磁辐射噪声即从变频器各回路辐射出去的电磁噪声，包括由变频器直接辐射的噪声、由电源线辐射的噪声和由电动机连接线辐射的噪声。变频器与电动机之间的电缆穿钢管敷设或用铠装屏蔽电缆，可有效地避免控制信号线受到辐射噪声干扰。

1.2感应噪声。感应噪声即靠近变频器的设备信号线因电磁感应和静电感应而产生的电磁噪声。如果控制信号线与动力电缆平行布线或成束布线，电磁感应噪声和静电感应噪声就会在控制信号线中传播，引起设备误动作，对此采取的抑制措施同上。

1.3电源传播的噪声。设备与变频器使用同一电源时，变频器产生的电磁噪声就会通过电源线传播到设备，引起设备误动作，可采取的抑制措施有：适当降低载波频率，可降低变频器传入电源的载波率在0.2~11KHZ的噪声幅值的10%~20%，当变频器的布线使设备布线构成闭合回路时，能过变频器接地线流入设备的漏电流会引起设备的误动作，此时，宜拆除设备的接地线。

2、泄漏电流的抑制：由于在变频器和电动机回路中存在分布寄生电容，会有高频漏电流流向大地，通常称为泄漏电流，布线越长越显著。泄漏电流的大小取决于分布寄生电容的大小和载波频率的高低，这种泄漏电流包括对地漏电流和线间漏电流。对地漏电流即变频器输出动力线的分布寄生电容与地通过接地线流入变频器和设备的泄漏电流，降低载波频率可降低泄漏电流。

3、谐波的抑制：谐波的传播途径是传导和辐射，抑制传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或都隔离；抑制辐射干扰可以辐射源或扰的线路进行屏蔽。因此，可采取以下抑制措施：

3.1当变频器输入侧谐波较大时，应在变频器电源输入侧安装时线电抗器，进线电抗器可降低变频器产生的谐波，同时也增加了电源阻抗，并帮助吸收附近设备工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰。进线电抗器串接在电源和变频器输入端之间。如果对主电源电网的情况不了解，又有干扰发生时，最好加进线电抗器。

3.2在变频器的中间直流回路中安装直流电抗器，可降低变频器输入侧谐波电流。

3.3在变频器输出动力线上安装输出电抗器，可降低变频器输出中的谐波分量造成的噪声。

3.4将变频器的供电电源与其它设备的供电电源隔离，或在其它用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断高频谐波电流传播通路。

3.5变频器使用粗而短的接地线接地，邻近的其它设备的接地线也使用地线，并与变频器分开，这样能有效抑制谐波对邻近设备的辐射干扰。

4、高频谐波抑制

4.1输入电抗器：采用输入电抗器抑制谐波干扰的作用原理是其增加了电源阻抗，降低了由变频器产生的谐波分量，并能吸收浪涌电压和主电源的电压尖峰。因此，输入电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流器产生的谐波电流对电网的污染。通常商用输入电抗器的额定值是以基于基波电流的谐波电流百分比给出的。

4.2输出电抗器：采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布对电容的影响，并抑制变频器输出的谐波分量，起到降低变频器的噪声的作用。输出电抗器装于靠近变频器的输出端出端与电动机之间，以补偿电动机及其电缆相对地间的分布寄生电空，从而可以延长电动机电缆的接线长度。

4.3使用du/dt滤波器：通过使用du/dt滤波器或共模输出滤波器不仅可以避免对电动机绝缘层造成的电压冲击，还可以减小轴承电流，延轴承使用寿命。共模输出滤波器通常是由变频器出厂时安装在输出母排上的环形磁芯构成。为了避免损坏电动机轴承，也可以选用带绝缘轴承（装在非传动端）的电动机以及输出电抗器。另外，电缆的选择和安装也必须符合要求。