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1、精品学习资源21 世纪电磁兼容技术展望及建议随着科学技术地进步 ,社会地物质财宝及精神财宝日益丰富多采,人们地生活条件更加便利,但另一方面却导至社会均衡遭到破坏,显现了很多副作用 .在电工领域这一情形也毫不例外,随着电工技术地飞跃进展,间续显现很多危害影响,例如 ,电气和电子设备地种类及数量地增加以及电能消耗量地加大,不必要地电磁能量也随之加大,由此将相伴产生大系统地误动 作；又如微波及高压输电线地日益扩展,将对人类及动植物生态发生严峻地影响. 此外 ,超高层建和铁塔等设备将产生不必要地反射,从而显现重影响问题 ,而汽车数量地增加将使城市杂波加大等.尽管环境已包括了种种因素（温度、湿度、日照、
2、气压、空气成份、水质、人口密度, 城市构造、地势、经济等）,电磁能量仍是不能不考虑地环境因素之一,我们把它称之为电磁 环境 ,最近国内某些文献已指出环境因素应包括温度、湿度、大气压力、太阳辐射、风雨、水质、冰雪灰尘与砂岩、盐雾,大气污秽 ,腐蚀性气体、爆炸性混合物、核辐射、霉菌、昆虫及其它有害动物、振动、冲击、地震、噪声、电磁干扰、雷电、臭氧等20 多个因素 .当前人们已进入信息化社会,人类地生存环境也已具有深厚地电磁环境内涵.早在 1975年专家学者就曾预言 ,随着城市人口地快速增长,汽车、电子、通信、运算机与电报导设备大量进入家庭 ,空间人为电磁能量每年增长7%14%, 也就是说 25 年
3、后环境电磁能量密度最高可增加 26 倍,50 年增加 500 倍,21 世纪电磁环境恶化已成定局.就电磁环境与人类地关系而论,除电磁环境会对人类生存产生直接影响外,电力和电子技术地进步以及社会生活地逐步进展仍会对人类生活乃至人类地社会活动产生影响,因而探讨电磁环境与电工电子学地关系是极为重要地 .基于这种缘由 ,各国都已投入较多地人力物力,积极从事这方面地科研工作,多年来已间续取得不少成果.我国由于原有工业基础比较薄弱,某些问题尚未充分暴露,冲突仍不够突出 ,因此某些部门对环境电磁学重要性地熟悉仍很不够,目前仅有少数单位 ,少数人力从事这方面地科研工作 ,技术及特质条件都很贫乏,工作进度较慢
4、.早在 1984 年 1 月 7 日中国科学院卢嘉锡院长在其次次全国环境爱护会议闭幕会上地发言就曾指出：重大地环境度果题必需进行多学吞各部门地协作,开展综合性争论.呼吁尽快把环境科学技术搞上云并提出了在国家科委领导下设立环境争论中心地建议.作为环境电磁学地科研工作者,也应积极响应呼吁, 抓紧做好这方面地工作.笔者有鉴于此 ,特撰写此文 , 经介绍环境电磁学地有关情形,期望能随着第三次产业革命地迅猛进展,引起相关部门对环境电磁学这一新兴边缘学科地重视,快速组织力气 ,大力开展这一领域地科研工作,以便和谐各项科学技术,加速在我国实现四个现代化地步伐.电磁兼容地英文名称为Electromagneti
5、c Compatibility ,简称 EMC.EMC是从过云地 电磁干扰 进展起来地 ,而对电磁干扰地争论工作可上溯到19 世纪 .到本世纪20 岁月后 ,各工业国家都日益重视电磁干扰地争论,成立了很多相关地国际组织.相世纪 40 岁月为明白决飞机通信系统受到电磁干扰造成飞机事故地问题,开头较为系统地进行电磁兼容技术地争论.美国自 1945 年开头 ,颁布了一系列电磁兼容方面地军用标准和设计规范,并不断地加以充实和完 善,使得电磁兼容技术进入新地阶段.高牢靠性方向进展 ,其应用范畴越来越广,渗透到了社会地每一个角落 ,正由于大规模集成电路地显现把人类带人信息时代,近年来信息高速大路和高 速运
6、算机技术成为人类社会生产和生活水平主导技术,同时也由于航空工业、航天工业、造船工业以及其他国防军事工业地需要,都使得 EMC获得空前地大进展,放眼将来 ,EMC仍将在 信 息 安 全 和 生 物 电 磁 学 等 方 面 获 得 较 大 地 进 展 .欢迎下载精品学习资源电磁兼容技术涉及地频率范畴宽达0-400GHz, 争论对象除传统设施外,涉及芯片级 ,直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹,甚至整个地球地电磁环境.各种测试方法和测试标准已展 开了全方位地争论 ,例如 ,VDE 、FTZ 、FCC 、BS、MILSTD 、VG 、PTB 、NACSIM 、 IEC 、CICPR 、ITU-T等标准逐
7、年更新版本,趋向于全球公认化 ,各种规模地EMC 论证、设计、测试中心如雨后春笋般地显现.各国都留意 EMC 训练和培训及学术沟通 ,以 1994 年为例 ,就举办了 25 次国际性地一注解学术沟通会和培训班,涉及东道国有美国、德国、日本、瑞士、波兰、西班牙、意大利、英国、澳大利亚、以色列等国家.争论地热点已涉及很多方面,如运算机安全；电信设备电磁兼容；无线设备、工业掌握设备.自动化设备、机器人、移动通信 设备、航空航天飞机、舰船、武器系统及测量设备地电磁兼容问题；各种线缆地国辐射和掌握；超高压输电线及沟通电气铁道地电磁影响；电磁场生物效应；地震电磁现象,接地系统,屏蔽系统等.我国开展 EMC
8、 工作较晚 ,间续颁布了一些EMC 设计要求、测试方法等国家标准和国家军用标准 ,但具体地设计规范仍很缺乏.电磁兼容工作渗透到每一个电气电子系统及设备中,只有通过总体设计部门治理和谐,才能解决电磁兼容性问题.我们在长期工作中地组织治理没 有投入足够地人力物力做深化地争论,这些体会往往不能很好地积存、提高和推广,形成不了设 计 规 范 ,EMC设 计 列 多 地 是 在 低 水 平 上 地 重 复 , 这 种 局 面 有 待 迫 切 改 变 .下 面 就 当 前 环 境 电 磁 学 及 电 磁 兼 容 技 术 发 展 中 几 个 突 出 问 题 , 作 一 扼 要 介 绍 .一、电磁兼容预测电磁
9、兼容地基本内容之一是各个电子电气设备在同一空间中同时工作时,总会在它四周产生肯定强度地电磁场,这些电磁场通过肯定途径（辐射、传导）把能量耦合给其他地设备, 使其他设备不能正常工作,同时这些设备也会从其他地电子设备产生地电磁场中吸取能量,使自己不能正常工作 .事实上 ,这种相互影响不仅存在于设备与设备之间,同时也存在于元件与 元件之间 ,部件与部件之间,系统与系统之间 ,甚至存在于集成电路内部.假如一个设备或系统 在制造之前就能对它地工作状态进行猜测,改进不合理地设计 ,进行优化设计 ,远比把设备制造出来之后发觉问题再加经改进经济地多,因此 ,一个复杂设备、系统地研制必需进行电磁兼容预测.一般来
10、 说,电磁兼容预测 经历了三个发展阶段 ：（一）问题解决阶段这一阶段地特点是：在电气电子系统设计时不作统筹地电磁兼容考虑,显现电磁干扰问题时 ,再分析缘由 ,查找解决方法 ,对于较为复杂地系统 ,假如没有统一地考虑 ,显现干扰可能性极大 ,而且不易分析缘由所在,国有时甚至无法解决干扰问题,导致系统地重新设计或系统设计地失败.（二）规范设计阶段对系统、分系统、各部件、元器件,制定一系列具体地电磁兼容设计规范,严格依据规范进行设计和测试,将电磁干扰显现地可能性降为最低,但由于没有进行分析猜测,制定地规范不行防止地带有肯定地盲目性,指标要求太低 ,可能导致电磁兼容设计失败,指标要求太高 ,又会必要地
11、浪费.（三）电磁兼容分析预测阶段对系统、分系统、各部件、元器件电磁特性进行分析猜测,合理安排各项指标要求 ,并且在系统地整个设计过程中不断地进行修正和补充,使系统工作在正确状态.这一阶段地工作充分吸取了前两个阶段地优点,能够克服前面两个阶段地局限性,是目前电磁兼容技术地最高阶欢迎下载精品学习资源段.目前 ,电磁兼容猜测一般在三个级别上进行,第一个级别是芯片地电磁兼容猜测.传统地芯片设计一般不考虑电磁兼容问题,在芯片工作在低速或低频时一般不会显现显著地电磁兼容问题 .但当芯片工作在高频时,电磁兼容问题特别突出,它直接影响到芯片地质量,因此必需在芯片地设计时就考虑电磁兼容问题.目前 ,美国和其他一
12、些西方国家地半导体芯片生产厂家把电磁兼容设计、猜测作为生产地第一个主要过程.其次个级别是部件地电磁兼容猜测,例如印刷电路板、多芯线、驱动器等电气部件本身地电磁兼容猜测,以及部件与部件之间地电磁 兼容猜测 .据报道 ,美国 IBM公司正投入了很多优秀地科技人员进行电磁兼容争论与设计,以使他们地产品性能更加优越,更具竞争力 ,其他公司纷纷效仿 ,第三个级别是系统地电磁兼容猜测 .这是一个例如飞机、舰船、导弹、飞船等装有多种复杂电子电气设备地系统进行电磁兼容预测.不幸地是 ,无论在哪一个级别上,电磁兼容猜测都没有完全做到,仍没有一个可供有用地猜测软件显现 .显现这种情形地根本缘由是,电磁兼容问题作为
13、个极为复杂电磁边值问题是很 难用一般地方法求解地.目前所用地方法主要是各种数值方法,其主要地问题是受运算机速度地限制 ,由于运算速度地提高并不是无限地 ,一个有效但比较困难地解决方法是改进运算方法和运算技术 .有人估计 ,在今后五十年内,运算方法和运算技术地改进将把电磁兼容猜测计算速度提高一个数量级.另一个数量级地提高将依靠于运算机本身地速度提高.随着运算机、 计 算 技 术 、 计 算 方 法 地 发 展 , 相 信 电 磁 兼 容 预 测 是 能 得 到 解 决 地 . 二、屏蔽测量技术地发展屏蔽测量技术地根本点在于精确、灵敏,其基本特点就是被测信号与外界干扰信号之间有效隔离 .最具有代表
14、性地屏蔽测量室是微波暗室, 到目前为止 ,它是争论得最多、应用也最广泛地屏蔽测量室 .它地基本测量方法是将测量设备和被辐射设备或器件同时置于内部,防止了外界信号对测量过程地干扰.除了用于常规地测量目地以外,它在各种电磁环境仿真技术中 也得到了重要地应用,其应用频段主要依靠于边界吸取材料地电磁特性,然而 ,大型微波暗室地造价相当高 ,小型暗室在实笔法应用中又很不便利.从而 ,导致了 80 岁月初屏蔽小室测量技术地发展.顾名思义 ,屏蔽测量小室体积小 ,应用敏捷 ,价格低廉 .它将被测设备置于测量装置内部,测量设备置于外部,以防止外界信号对测量信号地干扰,与微波暗室相比,测量设备本身仍处于 复杂地
15、干扰环境下 ,这是实际应用中应特殊留意地问题,这种部格外露有可能对测量结果产生较大地影响 ,特殊是在被测信号相当弱地情形下.目前 ,受到重视地小室有TEM Cell,GTEM和WTEM Cell. 从测量理论上看 ,这类小室属于积分式测量体系,与微波暗室等地分布式测量体 系构成了两类不同地测量技术,它们互为补充 ,构成了完备地电磁屏蔽测量技术体系.我国在这方面地争论工作中 ,北京邮电高校、北京理工高校和电子科技高校地理论争论工作较为深入,中船总武汉 701 所、东南高校、中国计量科学争论院、电子部四所及北方交大等在应用和小室开发技术领域地研究工作较为深入.TEM Cell显现较早 ,争论工作也
16、较成熟 .关于其内部电磁场分布特点,传播模式谱及其截 止频率 ,耦合效应及其对沿线方向阻抗分布和电磁场哟地匀称度地影响,频带展宽技术 ,内导体偏心以增加匀称场空间等大量地理论争论工作为TEM Cell地广泛应用奠定了基础.在应用方面 ,比较典型地 TEM 小室地电磁参数与国外同类相比基本相当,如中国计量科学争论院, 中船总武汉701 所、东南高校等地产品都达到了很高地水平,由于各自工作地需要 ,在外观尺寸不变动情形下,可以依据实际需要提高或降低某些技术指标,当然 ,这种转变是以牵动其他指标地某种变化为结果地,一个具体指标变化要依据科学地分析方法和通过试验验证去确定. 如人们常用地偏心技术,它以
17、场匀称性地下降为代价,提高了有效测量空间地体积和单模带宽.GTEM Cell在 87 年以后才提出来 ,与 TEM Cell相比,它地频带被大大地扩展,一个肯定欢迎下载精品学习资源抱负地 GTEM Cell地应用频带是无限制地,因此它有一些特殊地应用领域和应用客户.应用于 TEM Cell 地很多性能优化技术对于GTEM Cell 同样有效 ,以此为代价 ,它地场匀称性差 ,测量技术地理论争论工作存在比较大地困难,测量结果地分析和分解更加困难,在实际应用中 , 这咱小室更加难以驾驭.目前 ,关于其场特性、模式特性以及测量理论和应用地争论都比较多, 同TEM Cell一 样 , 在 应 用 上
18、, 为 了 保 证 场 均 匀 性 , 都 有 一 个 三 分 之 一 规 就 .93 年人们提出另一个屏蔽小室-WTEM Cell, 其结构是半个TEM Cell, 但采纳线阵结构而非板块结构 ,在结构上与 TEM Cell相比没有实质性地转变,但这种结构在改善电磁场地均 匀 性 , 降 低 本 身 地 耦 合 与 提 高 单 模 带 宽 方 面 比 TEM Cell更 容 易 实 现 .其他类型地屏蔽小室仍有很多,如无反射小室 ,多模腔小室等 .纵观屏蔽测量技术地进展,可以预料小室技术会有比较大地进展.以此为推动力 ,相应地理论争论和应用争论及其开发工作将会更加受到重视.三、系 统及设备相
19、互间地人为电磁噪声及干扰这类电磁噪声及干扰主要包括输电线电晕噪声、汽车噪声、接触器自身噪声及导体开合时放电引起地噪声、电气机车噪声、城市噪声以及公用走廊内各种公用事业设备（输电线、通信、铁道、大路、石油金属管线等设备）相互间地影响,特殊是强电线路对其他设备 地容性、感性及阻性耦合影响,近来强电线进入大城市引起地地电位问题更为突出.此外 ,超高层建筑、输电线、铁塔等大型建筑物引起地重影响问题也很突出.为了减轻重影影响 ,可针对建筑物反射 ,采纳由铁磁粉末等制成地吸取壁结构,要兼顾美观与成本因素,把建 筑 学 和 电 工 学 很 好 结 合 起 来 . 在 天 线 和 电 视 机 方 面 也 可
20、采 用 相 应 措 施 . 四、电磁脉冲地影响雷电及核爆炸都会产生电磁脉冲,雷电地危害早已为人们熟知.由高空核爆炸产生地电磁脉冲能大量损坏敌方设备,将成为新一代地核武器,由于它能大面积损坏敌方地指挥、掌握、通信、情报系统、使之瘫痪,因此在国防上有很大价值,各国仍在大力加强核电磁脉冲方面地科研工作 .国际电工委员会TC77 技术委员会已成立CS-77 分会特地加强这方面地工作.需要指出地是现有不少文献均认为光缆可不受外界电磁场影响,但实际上在强电磁脉冲 作用下光纤会发热引起机械变形等后果,也将直接影响光纤地传输特性,此外 ,直击雷仍会使光纤极 化偏 转,故 不可 忽视 这方面地 防护技 术. 五
21、、频谱分配与管理人类社会各种活动 ,离不开信息地交汉 ,而电信正是现代社会中重科技成果地运用.电信就是把各种信息利用现代科技手段,转化为电磁波进行传输地一种手段.人类赖以生存、进展 文明、促进社会进步,都离不开环境中地三大要素-空气、水、资源（矿山、森林等）,然而到 20 世纪中叶以后 ,由于无线电科技地进展与广泛应用于各个方面,使人们开头意识到这个 由空间、时间和无线电三要素组成地无线电频谱资源,是人类重要资源 ,无线电频谱资源是一种有限地自然资源 ,但同时也是一种比较特殊地资源.无线电频谱是不行见地,它虽是有限地 , 但不是消耗性地 .因不利用它或不充分利用它是对这资源地铺张,无线电频谱各
22、频段传播特性 地不同又会因使用不当而造成本身利用率地下降或干扰影响其他信道而再次造成资源地浪费,因此对这一珍贵而特殊地资源,既要科学地治理 , 又要达到最有效地应用,各国为了爱护各个科技部门领域地进展,建立特地机构 ,进行科学地频谱安排与治理,并对那些产生无线电干 扰地设备 ,如家用电器及工业电器系统所辐杂波加以严格限制,以确保无线电地良好电环境. 六、空间飞行器地电磁兼容问题空间飞行器是一个具有复杂地机械结构和复杂地电气、电子结构地混合系统.虽然在目前条件下 ,人们已经有才能对系统地一些基本组成单元地电磁兼容情形进行分析,但假如这个系统在特别有限空间范畴内有数以干计地机械零件,各电气电子元器
23、件又以随便地方式密集 分布 ,就要对它们 EMC 分析猜测几乎是不行能地.对于可效分析地基本组成单元,应借助于各欢迎下载精品学习资源种较为复杂地、精确度较高地电磁数值分析方法,编制相应地分析软件包,建立起尽可能完备地数学模型 ,象导线、机箱、天线自身地及相互间地电磁耦合,电源、接收机、发射机地频谱 分析等都是这样地问题,在此基础上 ,我们可以将飞行器内部分为如干相对独立地子系统,每一个子系统内部地设备数量也不多,相互间关系较为紧密地,功能较为单一 , 呆以等效为一个电磁干扰源或电磁干扰敏锐器件,我们对每个子系统进行EMC分析猜测后 ,可建立起相应地数学模型 .子系统地数学基本组成单元地数学模型
24、相比是简略地,采纳数学方法也较为简洁, 因此可以便利地组成更大子系统,直至空间飞行器整个系统,使之均能进行 EMC 分析猜测 ,我们在研制空间飞行器时,提出 EMC 设计要求 ,制定 EMC 设计规范 ,将飞行器内部地各个电气电子元件 器件 ,设备合理地支配在各个相对独立地单元或子系统中,子系统内部、子系统这 间都可以EMC 分析猜测 ,这样我们就有才能对飞行器系统EMC 性能进行评估 ,能有效地查找 、 排 除 研 制 过 程 中 出 现 地EMC总 理 , 优 化 空 间 飞 行 器 地 设 计 . 七、地震电磁学地震电磁学是近十年来为了探究地震短临预报而快速进展起来地一门新地边缘尖端学科
25、. 从直流直至超高频整个频段都有人进行观测争论.从地下几米深直至几千米深,从人工观 测到自动记录数字传送,各国都进行了大量观测争论.仍有一些国家正在积极预备利用卫星进行这方面地探究争论.大家对地震电信号（Seismo Electric Signal简称 SES）特别重视 , 它与震级、震中距及局部电性质地不匀称性亲密相关,人们右要东西（EW ）及南北（ SN ） 两个相互垂直方向测出SES 地两个重量 .每个地震前电信号中有用地是SES 变化地最大值 . 有一些国家地学者对10KHz-14KHz地长波信号乾地接收 ,争论其变化与地震孕育过程地关系.仍有些科学工作者对雷电地产生与地震地关系也做了
26、一些探究观测量工作.日本仍进行了海底电磁波观测 .俄罗斯等国家地科学工作者仍对地震电磁现象也进行了观测争论,一般在500km以内,已可以进行较准确地地震预报.八、无线电通信技术中地电磁兼容问题作为近年来信息技术领域进展最为快速地无线通信包括移动通信技术,完全转变了人信 地生活方式和工作方式.无论是工作仍是生活 ,各种无线通信设备已经是人们不行缺少地需要.由此而来 , 相关地电磁兼容总理也就愈来愈多,愈来愈复杂 .假如不能很好地规划、设计,无线设备与非无线设备之间,无线设备与人之间都会存在严峻电磁兼容问题：性能恶化、相互干扰、相互破坏、危害健康.假如不能很好地规划、设计,总有那么一天 , 无线通
27、信技术地进展总地来讲有一个饱和度,一旦超过这个限度 ,那么无线通信技术革新愈进展,破坏性愈大 .下个世纪地移动通信技术,必需解决一些关键地电磁兼容问题,使得技术地进展建立在一个合理地基础结构之上,既兼顾到各种无线电技术不同种类之间地电磁兼容性问题,也兼顾到今日和将来技术连续性进展地电磁兼容性问题.争论工作必定包括系统内部和系统之间地电磁兼容两个方面：作为一个系统,特殊具有高频器件和电路地无线电系统,其内部地电磁兼容问题特别复杂 .对于高速 信息传输系统统特殊要赐予重视,这将是下个世纪电磁兼容问题地一个重要争论领域 .另外 ,一些关键地、来自于系统之间地电磁兼容性问题也必需引起重视.（ 一 ）
28、宽 带 无 线 通 信 系 统 与 窄 带 无 线 系 统 之 间 地 电 磁 兼 容 问 题目前 ,正在使用地 900 兆赫频段（ AMPS 、TACS 、ETACS 、GSM900 、CDMA800 ） 6 和1800 兆赫频段（ DCS1800 、CDMA ）之间是一种倍频或者准倍频关系,他们之间地低次谐波之间会显现近似相等地情形,互影响严峻 ,需要严格和仔细地考虑.目前 ,大力开发地第三代宽CDMA 系统地工作在 2400 兆赫频段 ,其与 900 和 1800 兆赫频段系统地兼容才能将是这项新技术在未来几年取得成功地一个关键因素.（ 二 ） 移 动 通 信 系 统 、 无 线 接 入
29、 系 统 、 无 绳 和 寻 呼 系 统 之 间 地 电 磁 兼 容 问 题移动通信系统工程与寻呼系统、包括高速Flex 系统地电磁兼容问题可能成为一个关键地问题 .这些寻呼系统发射功率大,基站多 ,影响面大 ,另外很多用户同时使用移动电话BP 机,欢迎下载精品学习资源以节省使用费.这些因素会对移动通信系统/ 城市无线本地接人系统产生重要影响. 而DECT 、PHS、PACS 等无绳系统地快速进展 ,将使得本就已经严峻地兼容性问题更加地恶化.（三）地面无线电系统、同温层系统和卫星系统之间地电磁兼容性问题当 依 系统、Teldesic 等复杂和中低轨道系统建成地时候,这些系统由于直接与地面终端通
30、信,到达地面地功率远高于目前地同步轨道系统,因而与地面无线电通信系统之间地兼容问题将是全球通信网、特殊是移动通信网成败地关键.目前 ,正在争论和实施地同温层移动通信系统,由于其定 位 高 度 更 低 , 其 与 卫 星 和 地 面 系 统 之 间 地 电 磁 兼 容 问 题 应 格 外 受 到 关 切 .（ 四 ） 宽 带 、 超 高 速 移 动 能 信 息 其 他 系 统 之 间 地 电 磁 兼 容 性 问 题在下个世纪初期 ,高速宽带移动通信事业交进进展地主要方向 ,它是全球个人多媒体移动通信业务地基础 .相应 ,宽带电磁兼容性地争论是特别重要地工作 .这一方面是为了提高宽带移动业务地牢靠
31、性；另一方面是为了降低宽带业务系统设备内部、移动网内部、移动网之间、移动网和非移动网之间、移动通信和非通信业务设备之间地干扰,提高兼容工作地能务 和信息地保密性.争论工作包括基本概念、定义和支撑体系等.作为一项新技术地显现,无线宽带业务由于固有地宽带特性：宽频带信号发射、宽频带信号接收.当考虑到与其他系统地 相互作用时 ,其结果就是宽带信号发射和宽带干扰接收.对于这样地一个系统,没有可行地电磁兼容方案,结果不堪想象.（ 五 ） 无 线 电系 统 与 其 他 系 统 之 间 地 电 磁 兼 容性其他地系统很多 ,包括家用电器、军事通信、医院设备、广播等,虽然已经制定一些相关地法律 ,比如禁止在医
32、院、机场、飞机上、军事重地等使用移动电话,但干扰地问题从来就没 有停止过 .令我们记忆犹新地广州白云机场飞机停飞大事,就是寻呼系统造成地.因此不仅无线电通信系统之间 ,包括无线电通信系统与其他系统之间地电磁兼容性问题,都将是下个世纪研究工作地重点课题.总括起来,由于无线电通信系统地进展, 我们面对下个世纪地电磁兼容问题包括.（ 1）系统内部和外部、系统之间地工作频谱设计、寄生信号和非线形发射及感应结构地研究.（ 2 ） 各 种 无 线 业 务 包 括 新 业 务 地 电 磁 兼 容 概 念 、 定 义 和 标 准 地 研 究 .（ 3 ）面对对象, 特殊是宽频带系统电磁兼容模型, 分析方法和试
33、验方案地争论 .（ 4）满意电磁兼容标准地宽带移动通信系统与网络地概念、定义和方案地争论与提出.开展这些工作地目地 ,旨在提高新移动通信业务地牢靠性和广泛地可应用性,制定无线电业务地电磁兼容定义、概念和标准,提高无线电通信业务对于信息社会信息传输和信息保证地能力,实现良性地无线电通信系统地发展.九、计算机中地电磁兼容（一）计算机电磁兼容性问题综述当前 ,运算机已经普遍地应用在工农业、国防、科技、训练、治理等各个领域,家庭和个人使用运算机地情形也逐步深化和普及.运算机作为一种数据处理和储备系统,外界电磁场干扰可能对其正常运行和信息安全造成危害；而作为一种电子设备,它地寄生辐射和电磁泄漏也可能污染
34、外界电磁环境或造成自身信息失密.算机系统地电磁兼容性已成为一个迫切需要研究地问题.运算机电磁兼容性问题具有一般电子设备地共性,又有其突出地特点 .它既是一个敏锐设备,又是一个干扰源 .它是低电平电子系统 ,从电磁兼容地角度而言,主要地是一个敏锐设备.它地主要电路是数字电路,数字电路地规律元件都有一事实上地阀电平和与之相对应地干扰容限,因而它不会响应低于容限地干扰,但对其所受到地高于容限地干扰容限, 因而它不会响应低于脉冲数字电路和工作于开关状态地电路组成,所处理地是脉冲信号 ,因而易受外界脉冲干 扰地影响 ,也向外界产生干扰脉冲.脉冲信号具有很宽地频谱,运算机地主频也有很宽地范畴,欢迎下载精品
35、学习资源包括长波、中波、短波、米波及分米波等很宽地波段与电力电子设备、广播、电视、通信. 雷达等地基本工作波段相同,使运算机工作在一个相当复杂地电磁环境之中,同时也在很宽地波段内向外界辐射和泄漏电磁干扰,有人对未实行防泄漏措施地微机进行过测量,结果说明在很宽地波段内泄漏电磁干扰,有人对未实行防泄漏措施地微机进行过测量,结果说明在很宽地波段内泄漏均显著地超过规定标准地极限值,在低频段和主振频率及其倍频邻近尤为严峻.目前,运算机向高速、宽带、高密集度、小型化进展, 可能会导致干扰问题更加严峻,给运算机电磁兼容性问题带来更多急待解决地问题,但是利用数字化系统地高速运算功能、储备功能和判 断 功能 ,
36、也 有可 能 进一 步 开辟 新 地抗 干 扰路 径 .运算机地外界干扰主要来源是射频干扰、工频电源干扰、静电干扰及雷电脉冲干扰等四类 ,如运算机房处于大功率无线电发射设备、高频大电流设备或射频理疗设备等邻近,当这些设备工作时 ,其空间电磁场强如超过伏/ 米（ 120 dBuV ） ,就运算机地工作将受到严峻地干扰.在电磁干扰环境中 ,运算机所受到地危害取决于干扰场强、频率和运算机自身地电磁敏锐度.试验证明 ,在离微机 6 米处开关电流为10 安地沟通感性负载 ,其接触器触头电弧产生地干扰足以使运算机产生误动作.工频电源电压地大幅度波动或电流冲击有可能通过电源线进入运算机系统 ,使运算机显现运
37、行错误或故障,甚至破坏运算机地某些部件.此外 ,某些电气设备产生地尖峰脉冲、工业火花等也可通过供电线路进入运算机.例如 ,开关电传机可产生1 千伏地尖峰脉冲 ,它足以损坏某些部件.争论说明 ,工频电源干扰和通过电源线地射频干扰特别严重.静电干扰是造成运算机MOS 电路损坏地主要缘由 ,有人争论指出 ,当穿塑料鞋走动、穿尼龙或丝绸工作服在工作台前长期工作都可产生很高地静电电压,美国有统计说明 ,由于静电导致运算机及其元器件地损坏造成地经济缺失每年高达数亿美元.雷电脉冲通常通过电网供电 电源进入运算机造成干扰,甚至使运算机或某些部件损坏.在我国 ,由于雷电而致使运算机损坏地事例屡见不鲜 .提高运算
38、机系统地抗干扰才能地措施概括起来主要有几个方面.第一 ,从硬件、软件设计着手提高系统自身地抗干扰才能,在硬件设计中要进行EMC 设计 ,综合采纳各种抗干扰措施 ,在软件设计中 ,利用冗余技术、容错技术、标志技术、数字滤波技术都是有效方法 ,规律电路技术与软件技术地奇妙结合,可以用来作为抑制噪声地有力工具.其次屏蔽接地是提高运算机抗干扰才能地又一有力措施,屏蔽包括机房屏蔽、整机屏蔽、元部件之间 地屏蔽和隔离 ,电源地进线及传输线地输入线和输出线也应屏蔽接地.系统与机房不仅要有良好地接地 ,而且要有针对性对交直流接地、高频接地、防雷接地和安全接地进行合理设计.此外,滤波也是抑制传导耦合干扰地重要方
39、法.电源线滤波器可以显著降低来自供电网地干扰, 在屏蔽体地出入口或导线地适当位置安装滤波电路也是特别必要地.采纳光技术能传输高密 度 信 息 不 易 受 电 磁 感 应 噪 声 影 响 , 是 提 高 计 算 机 抗 干 扰 能 力 地 途 径 .运算机地寄生辐射和传导所造成地电磁泄漏具有很宽地频谱,另一方面是外部敏锐设备 地噪声源；另一方面也造成运算机数据信息地失密和失窃地可能.测试结果说明： CPU 、内存、 I/0 接口、时钟、视频、字库、传输线、电源线等部位都有较强地电磁辐射,一般辐射击约为 40-80 分贝微伏 ,最高可达 75 分贝微伏 ,用灵敏度较高地接收机或电视机在几百米外就可
40、有效地截收显示器显示信号.在低频段 ,数字时钟谐波次数低,信号较强 ,更易截收显示器视频显示信息 ,有试验争论说明,运算机显示信息泄漏地主要途径是显示掌握器与显示路之间地接口传输电缆所产生地辐射.抑制运算机电磁泄漏地手段主要是屏蔽技术、接地技术、滤波技术、隔离技术和源场抵消技术.此外 .采纳光纤接口可用效地提高微机系统防电磁泄漏地才能 .试验说明 ,实行防泄露措施之后,传导泄漏在整个频段内都能达到技术标准要求,对于辐射 击 泄 漏 , 除 低 频 段 、 主 振 频 率 及 其 倍 频 之 外 , 也 都 能 达 到 标 准 地 要 求 .（二）计算机TEMPEST技术运算机 TEMPEST
41、技术进展至今已有40 年地历史 ,它是在电磁兼容（EMC ）领域进展起来地一个新地争论方向.TEMPEST方案地具体内容是针对信息设备地电磁辐射与信息泄欢迎下载精品学习资源漏问题 ,从信息接收和防护两个方面所绽开地一系列争论和研制工作,包括信息接收、破译水 平 、 防 泄 漏 能 力 与 技 术 、 相 关 夫 范 标 准 及 管 理 手 段 等.以 美国 为 首 地 几 个 少 数 发 达 国 家 在 TEMPEST进展 中 经 历 了 这 样 几 个 阶 段 ：1. 熟悉阶段（ 50 岁月初、中期）这个阶段主要解决信息泄漏严峻性地熟悉问题,对具体技术问题进行归类预研.2. TEMPEST技
42、 术发 展 阶 段 （ 50 年 代 后 期 至 70 年 代 未） 这 一 阶 段主 要 制 定 了TEMPEST进展方案 ,对 TEMPEST问题绽开了一系列有方案、有组织、有针对性地攻关研究,使TEMPEST技术系统化、成熟化.3. TEMPEST技术标准化、专业化、市场化（80 岁月后期至今）这一阶段制定和颁布了一系列TEMPEST标准和规范 ,建立了一整套利用信息设备地电磁发射来猎取信息情报更为准时、精确、广泛、连续,且安全、牢靠、隐藏 .技术与行政治理机构 ,TEMPEST技术也开头产品化、市场化.由于其他高新技术地进展, 又进一步促进了TEMPEST技术地提高 , 使TEMPES
43、T问题地研究深入到一个更新地层次.由于运算机系统是各种信息处理设备中最关键和重要地组成部分 ,因而也是利用信息设备地电磁发射来猎取信息情报更为准时、精确、广泛、连续 ,且安全、牢靠、隐藏 .正是这样,TEMPEST 防护争论一般都是针对运算机系统及其外设配置而言地 .TEMPEST 地争论对象 仍 包 括 接 收 系 统 、 电 传 机 、 数 字 电 话 等 .信 息处理设备地电磁辐射有两方面影响：1. 对电磁环境构成污染；2. 对 信 息安全 与 信息 保 密 会构 成 严重 威 胁.通过捕获各种电磁波谱来猎取所需要地情报和信息已是司空见惯 ,这是现代科技在侦察技术上地集中表现 .例如在海
44、湾战争中美国就发射了一颗间谍卫星 ,据悉这颗卫星装有最先进TEMPEST 收发系统用以截取伊技克及海湾地区地政治、军事、经济情报这些情报中一部分是破译出来地 ,而相当多地部分是利用对方电子设备无意电磁发射来截取地 ,这颗卫星地另一个功能是由 TWEMPEST 发射系统释放乱真发射 ,以保证美军 C3I 系统地情报信息不被破译.已经分析说明：对于由数字电路组成地信息处理设备来说,由于辐射频谱及谐波特别丰 富,因而很简洁被窃收和解译,其信息泄漏问题更为突出一严峻,以计自机算机视频显示器例, 其中各种印刷电路板 ,各部件之间地电源.信号接口与连线、数据线接地线、驱动电路、阴极射击线管等都可以产生程度
45、不同地电磁辐射 .在辐射频谱中 ,所包含地信息也不相同 ,包括时钟/数据信息频信息等 .从理论上讲这些信息都是可以接收和解译地 ,只是难易程度 .利用信息设备地电磁发射来猎取信息情报更为准时、精确、广泛、连续 ,而且安全、牢靠、隐藏 .总之,在信息化社会 , 争论运算机 TEMPEST 技术已和争论运算机病毒一样 ,被认为是涉及 计 算 机 安 全 地 重 要 方 面 , 受 到 国 内 外 学 者 地 广 泛 关 注 .最近美国国防部召开 E3（ Electromagnetic Environmental Effects ）工程 ,议题很广 ,有人介言电子战（ Electronics Warfart ）