詳解電磁環(huán)境與電磁兼容區(qū)別與特性

原則上說(shuō)，所有的電器、電子設(shè)備都可能產(chǎn)生電磁干擾。但是有的嚴(yán)重，有的比較微弱。一些主要的產(chǎn)生電磁干擾信號(hào)的設(shè)備和裝置大致如下。

1. 輸電線電暈雜波。關(guān)于輸電線的已有許多實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，基于這些數(shù)據(jù)，可以求得計(jì)算電暈雜波的實(shí)用公式。然而關(guān)于這種雜波的發(fā)生機(jī)理、發(fā)射及傳播特性還不完全清楚，在這方面的理論仍需繼續(xù)探討。

2. 汽車(chē)雜波。汽車(chē)雜波是產(chǎn)生甚高頻(VHF)至特高頻(UHF)頻段城市雜波的主要原因。根據(jù)其強(qiáng)度和特性的測(cè)定結(jié)果，也可采取相應(yīng)措施，使廣播和電視的質(zhì)量基本不受影響。但最近由于電子設(shè)備用于汽車(chē)控制，移動(dòng)通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用，這個(gè)問(wèn)題又被重新提出。斯坦福研究所(SRI)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)射雜波的主要部件-點(diǎn)火栓、配電器接點(diǎn)等進(jìn)行了改進(jìn)，使處于30MHz~500MHz頻段的雜波降低了13~20分貝。此外還有人求出6引擎發(fā)動(dòng)機(jī)各點(diǎn)火栓的脈沖雜波振幅分布。對(duì)配電器的情況，若電極間隙從0.27mm~2.39mm，則雜波可下降10分貝。若在負(fù)荷電極上增加銀接點(diǎn)，或用多發(fā)合金覆蓋，也可降低雜波。點(diǎn)火系統(tǒng)以外的汽車(chē)電裝置也能發(fā)出雜波，其特性正在測(cè)試研究中。

3. 接觸雜波。大體可分為接觸器自身雜波及導(dǎo)體開(kāi)合時(shí)放電而引起的雜波。繼電器和電機(jī)觸點(diǎn)、整流子電刷間的開(kāi)合所產(chǎn)生的放電雜波在人為雜波中占相當(dāng)大的比例。

4. 電氣機(jī)車(chē)雜波。電氣機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)電、弓架與觸線間的放電也是人為雜

波的根源之一。如果導(dǎo)電弓架的電流通路用濾波材料包圍起來(lái)并采用一些輔助措施，可將雜波降低20分貝，但至今尚未找到防止雜波的絕對(duì)有效的方法。

5. 工業(yè)科學(xué)醫(yī)療用射頻設(shè)備(ISM)雜波。ISM設(shè)備是把50Hz交流通過(guò)射頻振蕩變?yōu)樯漕l的變頻裝置、用于工業(yè)感應(yīng)和電介質(zhì)加熱、醫(yī)療電熱法和外科手術(shù)工具以及超聲波發(fā)生器、微波爐等。雖然ISM設(shè)備本身有屏蔽，但有縫隙、孔油、管線進(jìn)出和接地不良等，仍將有電磁場(chǎng)泄漏形成干擾。

6. 城市雜波。由于城市雜波與社會(huì)活動(dòng)有密切的關(guān)系，它總是隨時(shí)代而變化。在日本每年都定期進(jìn)行城市雜波測(cè)試。歐美也有不少學(xué)者專(zhuān)家收集雜波測(cè)試數(shù)據(jù)。我國(guó)這一工作也已開(kāi)始。城市雜波的根源、程度及特性等均在隨時(shí)變化，其測(cè)試方法及統(tǒng)計(jì)處理的方法都還有待進(jìn)一步探討。

7. 其他。以上主要介紹了幾種人為雜波的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題。此外，如靜電放電、無(wú)線電臺(tái)的異常動(dòng)作有時(shí)也很有害。況且?guī)缀跛袡C(jī)器設(shè)備的電源線上都有瞬變產(chǎn)生的各種雜波混合波在傳播著，這樣就會(huì)引起機(jī)器的誤動(dòng)作。隨著數(shù)字電路的普遍采用，問(wèn)題就更加嚴(yán)重。另外，還發(fā)現(xiàn)有不明原因的干擾存在。食品工業(yè)的自動(dòng)化鍋爐點(diǎn)火器的微動(dòng)開(kāi)關(guān)也有接觸不良的情況，因此也很有必要加速研究以探明產(chǎn)生這些雜波的原因。

六、核電磁脈沖

核爆炸時(shí)大家都知道有三大效應(yīng)：沖擊波、熱輻射(光輻射)和放射性沾染。實(shí)際上核武器還有第四種效應(yīng)-電磁脈沖(Electromagnetic Pulse)，簡(jiǎn)稱EMP。如果讓氫彈在大氣層外的高空爆炸，由于沒(méi)有空氣，就不產(chǎn)生沖擊波，也不生成熱輻射，而放射性塵屑又隨距離的平方而減弱，再經(jīng)大氣層吸收，所以到達(dá)地面時(shí)已很微弱，對(duì)人無(wú)害。然而在100公里以上的高空進(jìn)行核爆，可在幾百萬(wàn)平方公里的地域上產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁脈沖(50~100kV/m)。目前美、俄等國(guó)正在研制中的第三代核武器之一就是核電磁脈沖彈。這里就突出了核爆炸的電磁脈沖效應(yīng)。如果說(shuō)一般的核武器以電磁脈沖形式釋放的能量?jī)H占核彈總釋放能量的3/1010至3/105，而核電磁脈沖彈則可將此值提高到40%。EMP的后果是破壞電氣及電子設(shè)備而毫不傷害人，正好與中子彈相反。EMP可使敵方指揮、控制、通信和情報(bào)(Command, Control, Communication Intelligence，簡(jiǎn)寫(xiě)為C3I)系統(tǒng)遭到破壞癱瘓、電力網(wǎng)斷路、金屬管線及地下電纜通信網(wǎng)等都受到影響，而陷入無(wú)電源、無(wú)通信、無(wú)計(jì)算機(jī)的三無(wú)世界。正由于不殺傷人，這就使核武器“常規(guī)化”，從而更增加了核戰(zhàn)爭(zhēng)的危險(xiǎn)性。

七、小結(jié)

由于80年代以來(lái)，電子設(shè)備發(fā)生了根本性的變化，集成電路取代了晶體管，這就使抗毀(高壓大電流擊穿燒壞)能力大大下降。集成電路的電流為晶體管的千分之一，為電子管的百萬(wàn)分之一乃至千分之一。核電磁脈沖已成為電子設(shè)備的致使威脅。微電子技術(shù)水平愈高，電子設(shè)備的抗毀能力就愈差。無(wú)怪乎現(xiàn)在俄羅斯某些軍用飛機(jī)，無(wú)線電臺(tái)還采用超小型電子管而不用晶體管和集成電路。有很多國(guó)家野戰(zhàn)電臺(tái)還是用分立元件裝配。