一前言

在電子設(shè)備中，隨著電路集成度不斷提高以及工作頻率持續(xù)上升，電磁兼容性（EMC）成為關(guān)鍵問題。信號(hào)走線作為電路中信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，其長度對(duì)輻射發(fā)射有著顯著影響，這不僅關(guān)系到設(shè)備自身的穩(wěn)定運(yùn)行，還關(guān)乎其對(duì)周圍電子設(shè)備的干擾程度。

二信號(hào)走線與輻射發(fā)射原理

信號(hào)在走線中傳輸時(shí)，會(huì)形成變化的電流和電壓。

根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電流會(huì)產(chǎn)生磁場，變化的電壓會(huì)產(chǎn)生電場，當(dāng)這些電磁場在空間中傳播時(shí)，就形成了電磁輻射。在理想情況下，若信號(hào)走線中的電流均勻分布且周圍環(huán)境完全屏蔽，輻射可忽略不計(jì)。但實(shí)際中，由于走線的阻抗不連續(xù)性、接地不完善等因素，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的反射和傳輸損耗，進(jìn)而增強(qiáng)輻射發(fā)射。

圖（1）電子線路

三波長相關(guān)性

圖（2）頻率與波長

信號(hào)的輻射能力與信號(hào)波長緊密相關(guān)。當(dāng)信號(hào)走線長度接近或超過信號(hào)波長的1/4時(shí)，走線會(huì)像天線一樣高效輻射電磁能量。

例如，對(duì)于100MHz的信號(hào)，其波長約為3米，當(dāng)走線長度達(dá)到0.75米左右時(shí)，就容易產(chǎn)生較強(qiáng)輻射。隨著走線長度增加，輻射的方向性和強(qiáng)度變得更加復(fù)雜，可能在多個(gè)方向產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射，干擾周圍設(shè)備。

圖（3）波長

四實(shí)驗(yàn)與案例分析

許多研究和實(shí)際測試都驗(yàn)證了信號(hào)走線長度對(duì)輻射發(fā)射的影響。在一項(xiàng)針對(duì)某通信電路板的實(shí)驗(yàn)中，保持其他條件不變，逐步增加信號(hào)走線長度。結(jié)果顯示，當(dāng)走線長度從5厘米增加到15厘米時(shí)，在特定頻率范圍內(nèi)的輻射發(fā)射強(qiáng)度增加了10dBμV/m。

在實(shí)際產(chǎn)品中，如筆記本電腦，過長的顯示屏排線會(huì)導(dǎo)致電磁輻射超標(biāo)，干擾無線通信模塊的正常工作，出現(xiàn)WiFi信號(hào)不穩(wěn)定、藍(lán)牙連接中斷等問題。

圖（4）輻射發(fā)射分析圖

【應(yīng)對(duì)措施】：

為降低信號(hào)走線長度對(duì)輻射發(fā)射的影響，可采取多種措施。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡量縮短信號(hào)走線長度，優(yōu)化電路板布局，避免不必要的迂回和過長的走線。采用多層電路板，合理分配信號(hào)層和電源層，利用地層屏蔽減少輻射。同時(shí)，通過阻抗匹配技術(shù)，如在走線兩端添加合適的電阻、電容等元件，減少信號(hào)反射。還可以使用屏蔽技術(shù)，如對(duì)關(guān)鍵信號(hào)走線進(jìn)行屏蔽處理，或?qū)φ麄€(gè)電路板進(jìn)行金屬屏蔽封裝。

圖（5）整改三大措施

五結(jié)論

信號(hào)走線長度是影響輻射發(fā)射的重要因素，其通過與信號(hào)波長的關(guān)系、阻抗匹配以及信號(hào)完整性等方面影響電磁輻射。在電子設(shè)備設(shè)計(jì)和制造中，充分考慮信號(hào)走線長度對(duì)輻射發(fā)射的影響，采取有效的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)于提高設(shè)備的電磁兼容性、保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行以及減少對(duì)周圍環(huán)境的電磁干擾具有重要意義。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)這一領(lǐng)域的研究和實(shí)踐也將持續(xù)深入，以滿足日益嚴(yán)格的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用需求。