辐射骚扰机理诊断和抑制措施

李吴珩

摘 要：辐射骚扰是电磁兼容性测试项目之一，其骚扰电流可分为差模电流和共模电流。文章通过分析辐射骚扰机理，给出抑制措施，提高电磁兼容性。

关键词：辐射骚扰；骚扰机理；抑制措施

1 辐射骚扰机理诊断

产品的电磁兼容性是工程师在设计产品时必须考虑的问题，电磁兼容不合格不仅影响产品的性能和稳定性，同时还会对其周围的电气设备造成影响。辐射骚扰是电磁兼容性中重要的骚扰之一。抑制辐射骚扰，首先要了解清楚辐射机理，才能快速有效地分析引起辐射骚扰的原因，并采取有效抑制措施。

電磁辐射耦合到电源线上的骚扰电流可分解为共模电流和差模电流。一般差模电流大于共模电流，但是，共模电流也不能忽略。因为对于1m长的间距为50mil的带状传输线，在受到频率为30MHz，大小是20mA的差模电流时，可以产生40dBuV/m的辐射骚扰。而对于只有8uA共模电流，就会产生同样大小的辐射骚扰，所以共模电流的骚扰在辐射骚扰中占主要地位。

1.1 共模骚扰的诊断测量

电流探头是产品设计中常规的诊断工具，它可以快速有效地诊断出产品共模电流引起的骚扰是否超标。打开电流探头的夹子，把载有待测电流的导线沿电流探头的铁氧体芯放置，然后关闭夹子，这样就可以测出感应电压，并且感应电压与通过电流探头的电流成正比。

因此依据频谱分析仪测量的波阻抗z与测试距离r的关系，可以判别出是共模辐射还是差模辐射，对此给出相应的方案来抑制辐射骚扰。

2 辐射骚扰抑制措施

（1）减小差模电流值。

（2）减小环路面积。

第一种方法可以通过减小时域电流的峰值、减慢脉冲的上升/下降时间或脉冲的频率来实现，因为传输函数（=Kf2A ）与输入信号的频谱相乘就可得到接收电场的强度ED，而传输函数与频率有关，减小脉冲的频率可以相应的减小接收的电场强度；还可以用全电容滤波器减小差模电流。第二种方法应尽量避免信号线与地线形成大的环路，并且尽量减小信号线间的距离。

由（1.2）式共模辐射的模型可知共模辐射与信号的频率、共模电流和导线的长度成正比，与测试距离成反比。与差模模型一样，共模模型的信号频率和测试距离是确定的，因此可以通过以下的方法减小共模电流所产生的辐射场：

（1）减小共模电流。

（2）减小导线长度。

第一种方法可以通过减小时域电流的峰值、减慢脉冲的上升/下降时间或脉冲的频率来实现；增加共模扼流圈、利用铁氧体磁珠、EMI 滤波器能够减小差模电流。第二种方法应减小信号线的长度，尽量减小导线的长度。

抑制辐射最常用的方法有：接地、屏蔽和滤波。

（1）接地。器件接地不良或接地点电位不等于零，易产生共模辐射，所以元器件要合理接地。接地有单点接地、多点接地和浮地。

（2）屏蔽。屏蔽是系统内部防止辐射骚扰的最好方法。屏蔽的作用将辐射区域或敏感区域用金属壳体封闭起来，这个壳体可以做成隔板式、盒式，也可以做成电缆屏蔽或连接屏蔽。

（3）滤波。用电感、电容和电阻组成的滤波器对某一频段抑制。滤波器可以由L、C、R元件组成，也可以由等效于这些元件的其他器件构成，但是在设计滤波器时要考虑L、C的高频特性。

3 结束语

由于共模辐射在辐射骚扰中占主导地位，文章首先给出了共模辐射的诊断测量方法。然后根据进场区差模辐射和共模辐射的辐射模型以及与波阻抗的关系，给出了辐射骚扰机理快速诊断的方法，为提出抑制辐射骚扰采取的措施提供了依据，并且节省了设计、整改时间和精力。最后给出了抑制辐射骚扰的措施，为整改辐射骚扰提供参考。

参考文献

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[4]郑军奇.EMC电磁兼容设计与测试案例分析[M].北京：电子工业出版社，2010.

作者简介：李 （1985-），男，安徽省滁州市人，工作单位：安徽中认倍佳科技有限公司，职务：中心经理，研究方向：电磁兼容。