一

輻射發(fā)射

輻射發(fā)射RE102試驗(yàn)是軍用設(shè)備中最難通過一項(xiàng)的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)之所以不容易通過，是因?yàn)檫@個(gè)指標(biāo)制定的十分嚴(yán)格。

對(duì)電子設(shè)備提出RE102要求的目的是防止電子設(shè)備在工作時(shí)所產(chǎn)生的意外電磁輻射對(duì)無線接收設(shè)備產(chǎn)生影響。如果系統(tǒng)中的電子設(shè)備產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射發(fā)射，無線通信系統(tǒng)的通信距離便會(huì)縮短。

不熟悉通信原理的設(shè)計(jì)師可以通過下面的比喻來理解這個(gè)問題。兩個(gè)人談話時(shí)，如果背景噪聲很大，就需要講話的聲音很大，或者靠得很近，才能夠聽清。聲波通信如此，電磁波通信也是如此。

由于軍用通信的接收機(jī)具有很高的靈敏度，大部分調(diào)諧式接收機(jī)的靈敏度可以達(dá)到1mV。為了不對(duì)如此微弱的信號(hào)形成干擾，這個(gè)指標(biāo)必須十分嚴(yán)格。

二

RE102試驗(yàn)注意事項(xiàng)

在做RE102試驗(yàn)時(shí)，要注意設(shè)備的狀態(tài)，微小的差異就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)很大的不同。

另外，不同的試驗(yàn)室中測(cè)試的結(jié)果也會(huì)有一定的差異，因此，有時(shí)需要將本單位的摸底試驗(yàn)室與認(rèn)證試驗(yàn)室進(jìn)行比對(duì)，以保證試驗(yàn)一次通過。

在進(jìn)行RE102試驗(yàn)時(shí)，要注意設(shè)備上的電纜的狀態(tài)，電纜是產(chǎn)生電磁輻射的主要原因。

最重要的一點(diǎn)是，設(shè)備上的所有連接器上必須接上類似于實(shí)際應(yīng)用的電纜（屏蔽的或非屏蔽的），如果電纜的另一端沒有合適的設(shè)備可以連接，可以懸空。

三

輻射發(fā)射是怎樣產(chǎn)生的？

大部分設(shè)計(jì)師感到最頭疼的項(xiàng)目是輻射騷擾發(fā)射。這個(gè)項(xiàng)目真是那么通過嗎？其實(shí)，只要了解了輻射騷擾產(chǎn)生的機(jī)理，就不是那么難了。

四

電磁輻射的基本知識(shí)

解決電磁兼容的問題，很大程度消除伴隨電磁輻射，例如RE102就是針對(duì)伴隨輻射發(fā)射的試驗(yàn)，這是最難通過的試驗(yàn)。

電磁輻射主要兩種途徑。 一種是電流產(chǎn)生的 ，左圖中，一個(gè)閉合的電路中，如果有一個(gè)電壓，就產(chǎn)生了電流，這個(gè)電流就產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。如果這個(gè)電流是變化的，磁場(chǎng)也變化，就產(chǎn)生了電磁波輻射。

另一種輻射是電壓產(chǎn)生的 。右圖中，兩個(gè)導(dǎo)體之間有一個(gè)電壓，如果電壓是直流的，沒有任何情況發(fā)生。如果是交流的，導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生電磁波輻射。

這種能把電壓、電流以電磁波輻射出去的結(jié)構(gòu)叫天線。我們把圖3中左圖的結(jié)構(gòu)叫環(huán)路天線，右圖叫做偶極天線。

五

偶極天線的特性

偶極天線主要對(duì)應(yīng)設(shè)備中的電纜的情況。了解偶極天線的特性，對(duì)于處理電纜相關(guān)的電磁兼容問題十分有用。偶極天線的一些特性如下：

01

輻射效率

電極的尺寸越大，輻射效率越高，電壓的頻率越高，輻射效率越高，如 圖4右下三張圖所示

02

諧振頻率

輻射的強(qiáng)度隨著頻率升高而增強(qiáng)，在對(duì)應(yīng)1/2波長(zhǎng)的頻率達(dá)到最大，通常稱為這個(gè)頻率是偶極天線的諧振頻率，顯然，電極的尺寸越大諧振頻率越低

03

多個(gè)諧振頻率

每當(dāng)頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)達(dá)到對(duì)應(yīng)1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，都會(huì)發(fā)生諧振，這時(shí)的輻射最強(qiáng)，如 圖4右下圖所示

很多電路工程師發(fā)現(xiàn)，在電纜上套一個(gè)磁環(huán)，原來超標(biāo)的頻率點(diǎn)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，這是諧振頻率變化的結(jié)果。

六

環(huán)形天線的特性

環(huán)路天線主要對(duì)應(yīng)設(shè)備中的電路環(huán)路，環(huán)路天線的特性類似于偶極天線：

01

輻射效率

環(huán)路的周長(zhǎng)小于一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，輻射的強(qiáng)度隨著頻率升高，而增強(qiáng)，在對(duì)應(yīng)一個(gè)波長(zhǎng)的頻率，達(dá)到最大，通常稱為這個(gè)頻率是環(huán)天線的諧振頻率。

02

天線的諧振

每當(dāng)天線的尺寸對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，都會(huì)發(fā)生諧振，這時(shí)的輻射最強(qiáng)。實(shí)際的諧振頻率會(huì)稍微高一點(diǎn)。圖5中，400mm對(duì)應(yīng)一個(gè)波長(zhǎng)的諧振頻率為750MHz，實(shí)際在810MHz。而偶極天線的場(chǎng)合，諧振頻率會(huì)比理論值稍低。由于偶極天線是1/2波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，所以這里的諧振頻率點(diǎn)更密。

七

天線的輻射效率

電磁兼容設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容就是降低天線的輻射效率和接收效率。

電流回路的周長(zhǎng)相同，但是從左向右面積逐漸變小。從下面的輻射頻譜可以看到，隨著電流回路的面積減小，電磁輻射強(qiáng)度逐漸變小，是環(huán)路天線的情況。

由于環(huán)路的周長(zhǎng)相同，因此他們達(dá)到最強(qiáng)輻射的頻率相同。這個(gè)結(jié)論非常有用。因?yàn)?，?a target="_blank">PCB上布置電路時(shí)，如果兩個(gè)電路芯片之間的距離確定，我們要盡量使信號(hào)電流的回路面積縮小，這樣能控制電磁輻射。

圖6右下圖，是偶極天線的情況。這里三個(gè)不同的情況是，偶極天線的兩個(gè)電極相對(duì)位置不同。他們靠得越近，輻射效率越低。由于環(huán)路的電極的尺寸相同，因此，他們達(dá)到最強(qiáng)輻射的頻率相同。