電磁波無時無刻不在影響著人們的生活及生產，電磁能的廣泛應用，使工業技術的發展日新月異。電磁能在為人類創造巨大財富的同時，也帶來一定的危害。無線通訊技術、電力電子技術、計算機技術等的高速發展及運用，導致電磁環境日趨復雜，復雜電磁環境泛指由密集、重疊、無序的電磁波構成的電磁環境。

 

 

 

一、概述

1、狹義的復雜電磁環境

　　復雜電磁環境一詞，在軍事領域用于特指作戰時空內，人為電磁發射和多種電磁現象的總合，是信息化戰爭的舞臺，是信息化戰場的基本特征。

　　海灣戰爭的“沙漠風暴”行動實施后，多國部隊的多種電子戰飛機首先升空，與其他電子對抗設備一起對伊軍的電臺、雷達和通信設備進行壓制性干擾，使伊軍的通信聯絡中斷、電子設備失去作用，雷達顯示器上一片雜波，從而為之后的獲勝奠定了基礎。

　　未來的信息化戰場上，傳統的奪取制空權，取決于奪取制信息權；奪取制信息權，基礎是奪取制電磁權。復雜電磁環境，是信息化戰爭的舞臺，是信息化戰場的基本特征。推進機械化條件下的作戰向信息化條件下的作戰轉變，必須深入研究復雜電磁環境下的作戰問題。信息化戰爭多是從電磁場拉開序幕 ，隨著新軍事變革的不斷推進，戰爭形態由機械化向信息化演變的速度越來越快，復雜的戰場電磁環境，正是戰爭形態演變的產物，并將隨著信息化戰爭的發展而發展。

2、廣義的復雜電磁環境

　　電磁波作為一種特殊形態的物質，廣泛存在于整個宇宙中。電磁環境是指存在于給定場所的所有電磁現象的總和，是由各種電磁波構成的環境，具有空間、時間和頻譜三個要素。它由人為電磁環境和自然電磁環境組成。

電磁波無時無刻不在影響著人們的生活及生產，電磁能的廣泛應用，使工業技術的發展日新月異。電磁能在為人類創造巨大財富的同時，也帶來一定的危害。無線通訊技術、電力電子技術、計算機技術等的高速發展及運用，導致電磁環境日趨復雜，復雜電磁環境泛指由密集、重疊、無序的電磁波構成的電磁環境。

二、電磁兼容

　　與復雜電磁環境密切相關的，頻繁使用的一個詞就是“電磁兼容”。

　　電磁兼容（electromagnetic compatibility）是指設備或系統在共同的電磁環境中，能夠一起工作而不影響各自功能的和諧狀態。

　　電磁兼容的兩個研究方向分別是降低電磁發射和提高抗干擾性能。

　　電磁干擾與傳染病的傳播非常類似，包括干擾源、傳播途徑、敏感設備三個環節，且三個環節缺一不可。換言之，消除或降低干擾源的發射，切斷或抑制傳播途徑，提高敏感設備的抗干擾能力均可有效的抑制電磁干擾，實現“電磁兼容”。

1、干擾源

　　干擾源的分類方法很多。

a、一般說來電磁干擾源分為兩大類：自然干擾源與和人為干擾源。

　　自然干擾源主要來源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。他們既是地球電磁環境的基本要素組成部分，同時又是對無線電通訊和空間技術造成干擾的干擾源。自然噪聲會對人造衛星和宇宙飛船的運行產生干擾，也會對彈道導彈運載火箭的發射產生干擾。

　　人為干擾源是有機電或其他人工裝置產生電磁能量干擾，其中一部分是專門用來發射電磁能量的裝置，如廣播、電視、通信、雷達和導航等無線電設備，稱為有意發射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時附帶產生電磁能量的發射，如交通車輛、架空輸電線、照明器具、電動機械、家用電器以及工業、醫用射頻設備等等。因此這部分又成為無意發射干擾源。

b、從電磁干擾屬性來分，可以分為功能型干擾源和非功能性干擾源。

　　功能性干擾源系指設備實現功能過程中造成對其他設備的直接干擾；非功能性干擾源是指用電裝置在實現自身功能的同時伴隨產生或附加產生的副作用，如開關閉合或切斷產生的電弧放電干擾。

c、從電磁干擾信號頻譜寬度，可以分為寬帶干擾源和窄帶干擾源。

　　他們是相對于指定感受器的帶寬大或小來加以區別的。干擾信號的帶寬大于指定感受器帶寬的成為寬帶干擾，反之稱為窄帶干擾源。

d、從干擾信號的頻率范圍來分

　　可以把干擾源分為工頻與音頻干擾源（50Hz及其諧波）、甚低頻干擾源（30Hz以下）、載頻干擾源（10kHz~300kHz）、射頻及視頻干擾源（300kHz）、微波干擾源（300MHz~100GHz）。

　　工業自動化領域，工廠主要干擾源有高電壓、大電流開關的閉合與分斷產生的電弧放電干擾，交流高電壓產生的強電場干擾，交流大電流產生的強磁場干擾。斬波器、整流器、變頻器、電機、變壓器、調壓器等均是工業現場的主要干擾源。

2、傳播途徑

　　電磁干擾傳播途徑一般也分為兩種：即傳導耦合方式和輻射耦合方式。

　　任何電磁干擾的發生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑（或傳輸通道）。通常認為電磁干擾傳輸有兩種方式：一種是傳導傳輸方式；另一種是輻射傳輸方式。因此從被干擾的敏感器來看，干擾耦合可分為傳導耦合和輻射耦合兩大類。

　　傳導傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接，干擾信號沿著這個連接電路傳遞到敏感器，發生干擾現象。這個傳輸電路可包括導線，設備的導電構件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。

輻射傳輸是通過介質以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場的規律向周圍空間發射。常見的輻射耦合由三種：

　　a.甲天線發射的電磁波被乙天線意外接受，稱為天線對天線耦合；

　　b.空間電磁場經導線感應而耦合，稱為場對線的耦合；

　　c.兩根平行導線之間的高頻信號感應，稱為線對線的感應耦合。

在實際工程中，兩個設備之間發生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因為多種途徑的耦合同時存在，反復交叉耦合，共同產生干擾，才使電磁干擾變得難以控制。

3、敏感設備

　　敏感設備是對干擾對象統稱，它可以是一個很小的元件或一個電路板組件，也可以是一個單獨的用電設備甚至可以是一個大型系統。

三、前端數字化與復雜電磁環境

提問：

　　AnyWay前端數字化產品的抗干擾能力如何？

問題補充：

　　AnyWay的測試設備采用前端數字化和光纖傳輸技術，傳輸環節不受干擾，那么，其數字化前端如：SP系列變頻功率傳感器，DT系列數字變送器，DM系列分布式測試子站等本身抗干擾能力如何？

解答：

　　電磁環境日益復雜，電磁兼容是每一個儀器儀表廠家研究的一個重要內容，相比之下，AnyWay的數字化前端與電磁環境較復雜的一次線路直接相連，要求有更強的抗干擾能力，因此，電磁兼容性是AnyWay數字化前端的重要技術指標。

　　根據電磁干擾的機理，干擾源、傳播途徑、敏感設備是電磁干擾的三個環節中，做好每一個環節，都可有效的解決干擾問題，一般而言，作為測試設備，本身電磁發射一般可以忽略，而整改干擾源的工程量大，投資大，技術復雜。因此，切斷或抑制傳播途徑、提高敏感設備的抗干擾能力是測試設備抗干擾的主要研究方向。

在提高敏感設備抗干擾能力方面，AnyWay除了采用常規方法諸如：隔離、屏蔽、接地、濾波、接插件優化、專業布線等方法提高電磁兼容性能之外，在每一次技術革新或產品改型之后，都要依據IEC標準進行嚴謹的、全面的抗擾測試。

　　由于工業現場測試的大多數情況下，信號傳輸環節由用戶處理，傳感器、儀器儀表廠家只對自己的產品負責，因此，眾多廠家都將抗干擾研究集中在提高敏感設備抗干擾性能方面，并通過相關的電磁兼容試驗驗證其電磁兼容性。卻忽視了電磁干擾的傳播環節的技術研究。

　　通過切斷傳播途徑，可以有效的抑制電磁干擾，正是AnyWay的前端數字化理念的基本指導思想。

圖1 采用前端數字化技術的WP4000變頻功率分析儀適合各種復雜電磁環境下的高精度測量

　　所謂電磁干擾，簡單講就是接收到了對系統有害的電磁波。對于傳導耦合干擾，切斷了傳輸線路，干擾就被隔離了。對于輻射耦合干擾，就像衛星電視接收節目（有用信息）需要專業的天線一樣，接收到干擾（有害信息）同樣需要天線，只不過后者的天線一般不是人為制造的，信號線、電源線、甚至是PCB板上的一個IC引腳，都可能成為接收有害電磁波的天線，相比之下，信號線由用戶負責，未經專業處理，且線路形式、長度、阻抗、布線方式等等因數受現場使用條件限制，很難統一。因而，傳輸線路成了最有效的接收電磁干擾的天線。

　　AnyWay的前端數字化產品，正是通過消除這一天線，截斷電磁波的主要傳播途徑，有效抑制電磁干擾。

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