北京交通大学：《电磁兼容理论》课程教学课件（PPT讲稿）第8章 辐射发射与辐射抗扰度

京交通大学Beijing Jiaotong University电磁兼容理论第8章辐射发射与辐射抗扰度

电磁兼容理论 第8章 辐射发射与辐射抗扰度

主要内容北京交通大学Beijing JiaotongUniversity1.导线和PCB带状线的简单发射模型2.导线和PCB带状线的简单抗扰度模型

主要内容 1. 导线和PCB带状线的简单发射模型 2. 导线和PCB带状线的简单抗扰度模型

北京交通大学Beijing JiaotongUniversity辐射发射（RadiatedEmission）：电磁骚扰通过空间实现较远距离的传播方式辐射耦合（RadiatedCoupling）：电磁骚扰以空间电磁波的形式耦合到敏感设备

辐射发射（Radiated Emission）：电磁骚 扰通过空间实现较远距离的传播方式。 辐射耦合（Radiated Coupling）：电磁骚 扰以空间电磁波的形式耦合到敏感设备

北京交通大学1.导线和PCB带状线的简单发射模型Bei jing Jiaotong Universitys每根导线在P点产生的辐射场-cOsd=r2Bol = Mi,e-ionSF(O)-cosΦr=r+ri2平行导线在P点产生的辐射场E,=Ea1+Ee2?E.对于电偶极子M=j noBog =j2× 10-7f 9E024㎡cosoF(0) = sin 012对于半波偶极子S.cosoM=J2% = j602元COS(TTCOS)P点处于导线的远场中F(0)=sineMe-ior(lie+iBos/2cos中+12e-jBos/2cosd)当0=90°时，P点的场强为

1.导线和PCB带状线的简单发射模型 平行导线在P点产生的辐射场 每根导线在P点产生的辐射场 当θ=90°时，P点的场强为 对于电偶极子 对于半波偶极子 P点处于导线的远场中

（1）差模电流的辐射模型北京交通大学Beijing Jiaotong University差模辐射：电路中传送信号电流的导线所构成的环路，对外发射电磁波而形成电磁骚扰的差模辐射方式iD电缆中两根靠近的导线传输差模（去S12和回）信号电流，除了自身可以产生61210辐射场，系统外辐射场也可以耦合到这个系统，并在两根电线之间产生差模干扰。参考地（可以是设备外部也可以是设备的支撑结构)在这种耦合方式中不起作用。Ep.max

（1）差模电流的辐射模型 差模辐射：电路中传送信号电流的导线所构成的环路，对 外发射电磁波而形成电磁骚扰的差模辐射方式。 电缆中两根靠近的导线传输差模(去 和回)信号电流，除了自身可以产生 辐射场，系统外辐射场也可以耦合到 这个系统，并在两根电线之间产生差 模干扰。参考地(可以是设备外部， 也可以是设备的支撑结构)在这种耦 合方式中不起作用

北京交通大学Beijing Jiaotong University长度小于入/4的导线对的差模辐射可以双用小型环状天线（周长小于入/4）来建模。其辐射电场的大小与环路面积A。电流振幅值I（正弦波）和距离r有关其在自由空间中最大辐射场的预测公式为差模电流辐射模型ED. max = j2 × 10-7 fip2-iBod (ejBos/2_e-jos/2)d= -4× 10-7fiDe-jBod sin(Bos)d若两条导线的间距s足够小[ED,maxl = 1.316 × 10-14 liplFsd

差模电流辐射模型 长度小于λ/4的导线对的差模辐射可以 用小型环状天线（周长小于λ/4）来建 模。其辐射电场的大小与环路面积A、 电流振幅值I（正弦波）和距离r有关， 其在自由空间中最大辐射场的预测公 式为 若两条导线的间距s足够小

北京交通大学10Beijing Jiaotong University0I2012[ED,max| = 1.316 × 10-14 liolf2 9si1od差模预测公式只适用于正弦波适用于自由空间对周长小于入/4的小环辐射的预测结果精确，对大环辐射的预X测结果是近似的IoEo.max是对最大辐射的预测+8大环天线的最大辐射方向在环的dX(a)法线方向（=0°）ip+周长小于入/4的小环天线的最大辐射方向在环的侧面（θ=90°）O(b)

❖ 差模预测公式只适用于正弦波 ❖ 适用于自由空间 ❖ 对周长小于λ/4的小环辐射的预测结果精确，对大环辐射的预 测结果是近似的 ❖ 是对最大辐射的预测 ❖ 大环天线的最大辐射方向在环的 法线方向（ =0º ） ❖ 周长小于λ/4的小环天线的最大辐 射方向在环的侧面（ =90º ）

北京交通大学Beijing JiaotongUniversity有反射面存在时，地面的反射会使骚扰源的辐射发射增大，最大可达6dB，上述预测公式为：= 2. 63×10-14(f2 AI)EHmaxld平行导线对构成的小环X

有反射面存在时，地面的反射会使骚扰源的辐射发射 增大，最大可达6dB，上述预测公式为： 平行导线 对构成的 小环 x y z H E   r Id l A         =  − r E f AI 1 2 63 10 1 4 2 max . ( )

北京交通大学Beijing Jiaotong University脉冲信号的差模辐射预测第一步：求脉冲信号的傅里叶级数第二步：确定n次谐波的电流振幅值当信号上升沿时间t等于下降沿时间（梯形波）时（两者不相等时，取小值）：sin(n元d)sin(nt,/T) = 2Idion元dn元t,/T1为信号幅度Vs(t)d为信号占空比，T为周期第三步：求脉冲信号产生的宽带辐射Eplmax

⚫ 脉冲信号的差模辐射预测 第一步：求脉冲信号的傅里叶级数 第二步：确定n次谐波的电流振幅值 ➢ 当信号上升沿时间t r等于下降沿时间（梯形波）时（两者不 相等时，取小值）： ➢ I为信号幅度 ➢ d 为信号占空比，T为周期 第三步：求脉冲信号产生的宽带辐射 sin sin / ( ) ( ) 2 / r n r n d n t T I Id n d n t T     =

北京交通大学Beijing Jiaotong University[ED,max / = 1.316 × 10-14 liplf2 sdED.maxKf[.el 梯形脉冲频谱包络OdB/decadeaca20 dB/decade40dB/dec2x-40dB/decade11fIEDIA0TTrTT+20+40梯形脉冲的差模辐射11TTTtr

1 𝜋𝜏 1 𝜋𝜏𝑟 𝑓 1 𝜋𝜏 1 𝜋𝜏𝑟 梯形脉冲频谱包络 梯形脉冲的差模辐射