Part 1

產生輻射干擾的原理

以PCB舉例，在 PCB 中, 信號從源端發(fā)出, 經過傳輸介質將信號傳輸到負載端, 最后又從負載端將信號傳回至源端, 從而形成了信號電流的一個封閉的環(huán)路。

可以這么說，任何一個信號的傳輸都會形成一個環(huán)路，只是環(huán)路的面積有大有小而已。

當外界變化的電磁場穿過這些信號環(huán)路時, 就會在這個環(huán)路中產生感應電動勢，進而在環(huán)路中感應出電流。而這些電動勢和電流通常是對正常信號有害的，從而形成了輻射干擾。

這就是輻射干擾的實質，而與之對應的測試的實質，即是對感應電動勢或者感應電流的測試。

而我們的要做的事，就是盡量減少這種干擾的產生。

例如，一對差分信號，兩個導線之間形成環(huán)路，所以，為了減少干擾，我們就要減少環(huán)路面積，這就是在PCB設計中，對差分信號的間距和長度有一定要求的原因之一。

Part 2

輻射干擾大小的計算

如下圖所示為環(huán)路產生感應電壓的示意圖：

由于

所以

式中，

• U為感應電壓 (V)，
• H 為磁場強度 (A/m )
• B 為磁感應強度 (T)
• μ0 為自由空間磁導率
• μ0 = 4π·10^-7^ (H/m)^ ^
• S 為回路面積 (m^2^ )?

當穿過環(huán)路為平面波時, 在環(huán)路中也會產生感應電動勢, 可以通過下面的公式來估算:

U≈S x E x f /48

式中，f 為電場的頻率 (MHz)，S為回路面積，E為電場強度。

一個20cm^2^ 的環(huán)路存在于PCB中，當用30V/m的電磁場對該PCB進行輻射抗擾度測試時, 我們會發(fā)現，在150MHz 這個頻點上, 該環(huán)路所感應到的電壓為；

U≈SEf/48=0.002030150/48 ≈200mV

這個就是我們在進行輻射抗擾度測試時，產品受到干擾的原因之一。

這個輻射干擾電壓看起來不算太高，可能會干擾到有用信號，也可能不會對干擾信號造成嚴重的影響。

Part 3

另一種輻射干擾模式的計算：

上面介紹的是環(huán)路產生的輻射干擾，另一種干擾模式就是EUT設備中的線纜或者其它等效導體所產生的天線效應（單極天線或者對稱偶極子天線）

輻射發(fā)射的原理

和輻射發(fā)射相反，這些等效天線在輻射抗擾度的測試環(huán)境中，可以感應出電流和電壓，而這種電流電壓屬于共模。

假設，將EUT放置在自由空間中，其線纜長度為L，自由空間的電場強度為 E0 ，其產生的共模電流可以通過下面的計算公式得出：

• 當L≤λ /4時，

• 當L≤λ /2時，

式中，

• I 為感應電流 (mA)
• E0為自由空間的電場強度 (V/m)
• F 為頻率 (MHz)
• L 為等效為偶極子天線的電纜長度 (或等效為單極天線的兩倍長度)
• λ 為波長 (m)?

如下圖所示，

與輻射發(fā)射類似，當 EUT 設備中的線纜放置在離參考接地平面h的高度時。

被參考接地平面衰減之后等效的電場強度有如下規(guī)律：

當 h≤λ /10 時,

E(h)≈E0 × 10*×h/λ*

當 h≤λ /10 時,

0≤E(h)≤2E0

這也就意味著，我們在設計產品時，要盡量讓信號線或者線纜靠近機柜外殼或參考地, 這樣才能使其所受到的輻射影響變小?

PCB中也一樣，盡量讓信號線靠近參考地平面，才能減少信號的輻射。

電纜上感應到的這種共模干擾電流將會沿著電纜及電纜所在的端口傳導到產品中去, 進而影響產品的正常運行。

明白了輻射干擾的實質，我們也就能很快找到減少這種干擾的方法。屏蔽和良好的接地是不錯的改善方式。