系统级电磁兼容量化设计技术_上课
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1、系统级电磁兼容量化技术系统级电磁兼容量化技术报告人：苏东林报告人：苏东林（北京航空航天大学电磁兼容实验室）（北京航空航天大学电磁兼容实验室）联系方式：联系方式：13911503998，01082317224Email：网址：网址：http:/2提纲提纲一一关于电磁兼容的一些认识关于电磁兼容的一些认识二二自顶向下电磁兼容量化技术自顶向下电磁兼容量化技术3电磁兼容定义电磁兼容定义l Joint Pub 1-02, DoD Dictionary Military And Associated Terms With JMTGM Changes, 23 MARCH 1994 defines EMC as
2、: 所有使用电磁频谱工作的系统、装备和装置的所有使用电磁频谱工作的系统、装备和装置的一种能力。这种能力保证它们在既定的工作条件一种能力。这种能力保证它们在既定的工作条件下，不会因电磁发射或响应而造成不能接受的或下，不会因电磁发射或响应而造成不能接受的或者未预知的性能降级。者未预知的性能降级。 The ability of systems, equipment, and devices that utilize the electromagnetic spectrum to operate in their intended operational environments without su
3、ffering unacceptable degradation or causing unintentional degradation because of electromagnetic radiation or response. 4电磁兼容问题电磁兼容问题器件器件 电路电路 设备设备 分系统分系统 系统系统 电磁兼容电磁兼容3要素：要素： 1) 敏感体敏感体 2) 干扰源干扰源 3) 耦合通道耦合通道 其它系统其它系统 系统自身系统自身 外部环境外部环境 系统间系统间 系统内系统内 系统与环境系统与环境 5系统内电磁兼容问题日趋复杂系统内电磁兼容问题日趋复杂n系统级问题是产品最关键的
4、问题；系统级问题是产品最关键的问题； n系统内问题是最基础、最根本的问题；系统内问题是最基础、最根本的问题； n顶层设计是最核心的问题；顶层设计是最核心的问题；n顶层量化设计是最困难的问题；顶层量化设计是最困难的问题；n过程量化控制是最有效的手段；过程量化控制是最有效的手段； 顶层预设计、过程量化控制顶层预设计、过程量化控制现代电磁兼容的两大特征：现代电磁兼容的两大特征： 系统设计系统设计 + 全寿命周期全寿命周期 6 6系统设计特征系统设计特征量化设计与控制量化设计与控制“系统电磁兼容需求分析系统电磁兼容需求分析”“电磁环境分析（新增）电磁环境分析（新增）”“系统电磁兼容性设计系统电磁兼容性
5、设计”“应用环境下抗干扰设计（新增）应用环境下抗干扰设计（新增）”“分系统电磁兼容性设计分系统电磁兼容性设计”“设备电磁兼容性设计设备电磁兼容性设计”“设备电磁兼容性试验设备电磁兼容性试验”“设备电磁兼容性修正设备电磁兼容性修正”“分系统电磁兼容性试验分系统电磁兼容性试验”“分系统电磁兼容性修正分系统电磁兼容性修正”“系统电磁兼容性试验系统电磁兼容性试验”“系统电磁兼容性修正系统电磁兼容性修正”“应用环境下抗干扰试验（新增）应用环境下抗干扰试验（新增）”“抗干扰性修正（新增）抗干扰性修正（新增）”“应用环境下抗干扰试验（新增）应用环境下抗干扰试验（新增）”“系统电磁兼容性定型试验系统电磁兼容性
6、定型试验”。7 7自由空间麦克斯韦方程组自由空间麦克斯韦方程组0cssdH dsJ daE dadt法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律修正的安培环路定律修正的安培环路定律电场高斯定律电场高斯定律磁场高斯定律磁场高斯定律电荷守恒定律电荷守恒定律0csdE dsH dadt 0netsVE dadVQ00sH danetsVdQdJ dadVdtdt 123458 8场定律物理意义场定律物理意义表示直接关系表示直接关系 表示时变关系表示时变关系 电荷电荷 电场电场 电流电流 磁场磁场 时变部分时变部分 电磁波电磁波 3 3式式 2 2式右边式右边 第一项第一项 2 2式右边式右边 第二项第二项
7、1 1式式 5 5式式 9 9静态场问题：频率静态场问题：频率=0结论：电场与磁场之间不存在相互耦合结论：电场与磁场之间不存在相互耦合 0cssdH dsJ daE dadt0netsVE dadVQ00sH danetsVdQdJ dadVdtdt 0csdE dsH dadt 00电荷电荷电场电场3 3式式 电流电流磁场磁场2 2式右边式右边 第一项第一项 2式右边式右边 第二项第二项1 1式式5式式 时变部分时变部分 电磁波电磁波 1010时变场问题：频率时变场问题：频率00cssdH dsJ daE dadt0csdE dsH dadt 0netsVE dadVQ00sH danets
8、VdQdJ dadVdtdt sadE0dtd0电场电场 2式右边式右边 第二项第二项 1 1式式 时变部分时变部分 电磁波电磁波 磁场磁场 电荷电荷 3 3式式 电流电流 2 2式右边式右边 第一项第一项 5式式电磁场之间相互耦合电磁场之间相互耦合电磁波电磁波 11RV问题：电压源问题：电压源V V 的能量如何传递的能量如何传递 到负载到负载R R 能流能流导线导线电阻电阻电源电源只要有电磁场的地方，就有可能只要有电磁场的地方，就有可能 形成电磁干扰的耦合通道！形成电磁干扰的耦合通道！12提纲提纲一一关于电磁兼容的一些认识关于电磁兼容的一些认识二二自顶向下电磁兼容量化技术自顶向下电磁兼容量化
9、技术 系统工程系统工程 顶层设计顶层设计 量化控制量化控制13自顶向下自顶向下电磁兼容量化设计电磁兼容量化设计顶层指标：顶层指标： 1、电磁兼容度、电磁兼容度 2、兼容概率，、兼容概率， 3、电磁稳健性。、电磁稳健性。可对全机如下可对全机如下13项指标量化项指标量化:1、频率指配、频率指配2、天线布局、天线布局3、设备布局、设备布局4、电缆布局、电缆布局5、发射功率、发射功率6、发射带外衰减、发射带外衰减7、接收灵敏度、接收灵敏度8、接收带外抑制、接收带外抑制9、屏蔽性能、屏蔽性能10、电磁环境分布、电磁环境分布11、舱体谐振特性、舱体谐振特性12、系统分系统及设备降级状况、系统分系统及设备降
10、级状况13、设备安全性优先级等、设备安全性优先级等技术指标要求技术指标要求 量化评估全系统是否兼容量化评估全系统是否兼容 根据标准提出系统电磁兼容量化指标要求根据标准提出系统电磁兼容量化指标要求 通过通过/不通过不通过不通过不通过通过通过/不通过不通过指标指标 调整调整 优化优化 通过通过系统联试与试验系统联试与试验 量化指标分配到分系统和设备量化指标分配到分系统和设备 分系统设计分系统设计 分系统研制及试验分系统研制及试验 分系统与全系统协同设计分系统与全系统协同设计 分系统试验结果与全系统协同设计分系统试验结果与全系统协同设计 通过通过/不通过不通过不通过不通过通过通过不通过不通过通过通过
11、定型定型 全全过过程程量量化化控控制，制，成成功功率率高高12345，67，8自顶向下自顶向下量化控制量化控制方法方法 14 量化控制量化控制15电磁兼容尚需努力的方向电磁兼容尚需努力的方向n良好电磁兼容性是设计出来！良好电磁兼容性是设计出来！l 电磁兼容设计电磁兼容设计n标准目前主要是标准目前主要是“把出口把出口”！l 电磁兼容设计标准电磁兼容设计标准n电磁兼容指标直接应用于电子系统设计！电磁兼容指标直接应用于电子系统设计！l 电磁兼容设计指标电磁兼容设计指标16电磁兼容量化设计流程（电磁兼容量化设计流程（8个步骤）个步骤）8个步骤个步骤效果效果1、制定顶层设计指标、制定顶层设计指标系统性能
