電磁干擾的物理本質是電磁場的相互作用。從理論上來講，有關電磁場的任何問題，都可以通過求解Maxwell方程組來得到的解答。但大多數軍工電子設備由數量眾多的結構件和電子元件組成，電磁場的空間分布非常復雜，因此，在求解Maxwell方程組時無法得到足夠的、與現實環(huán)境相一致的邊界條件。而眾所周知，數學物理方程的解是強烈地依賴于邊界條件的。只要在理論計算中假定的邊界條件與實際分布有細微的差別，計算得出的結果就可能變得毫無意義。在這樣的情況下，實用經驗仍然在軍工電子設備EMC設計中起著相當重要的作用。

在GJB151A．97標準所列出的全部19項EMC試驗中，有5項和天線有關。如果被測試的不是無線通信類設備，這5項一般不需要做。CS109和RS105這2項試驗通常做得較少。余下的12項試驗，按其性質可分成4類：傳導發(fā)射類試驗、傳導敏感度類試驗、輻射發(fā)射類試驗、輻射敏感度類試驗。以下針對這4類電磁兼容性試驗項目，以測試達標為目的，介紹一些經實踐證明有效的設計準則和經驗。

3．1 傳導發(fā)射類試驗

傳導發(fā)射類試驗包括CE101、CE102、CE107。前2項屬于電源線常規(guī)傳導發(fā)射試驗，都是測試EUT傳導發(fā)射到電源線上的信號，區(qū)別是所測試的傳導發(fā)射頻段不同；后1項測試EUT從電源線傳導發(fā)射出的尖峰信號。這3項傳導發(fā)射試驗所針對的都是EUT電源對環(huán)境的干擾，要求必須在規(guī)定值之下，以防止任何1臺設備經由共用電源去干擾其他設備。

EUT的電源線傳導發(fā)射信號有2個來源：來自EUT的功能電路和來自EUT的電源電路。在電源電路里阻斷EMI信號的傳導發(fā)射，主要手段是隔離和濾波。如果EUT是交流供電的，zui簡單的隔離方法是采用具有屏蔽隔離層的電源變壓器，對于低頻段的EMI有較強的隔離功能。

在直流供電的情況下，為達到隔離的目的，要使用輸出和輸入不共地的DC／DC變換器。但DC／DC變換器采用脈寬調制技術，本身就是一個干擾源，因此，選型十分重要，應盡量選用低EMI的DC／DC變換器。

電源進線處的濾波器必不可少。由于該濾波器為對稱無源電路結構，能夠起到雙向隔離濾波作用，不僅能阻擋外來干擾進入EUT，同時也防止內部干擾傳向外部。但電源濾波器主要用于濾除高頻段的干擾，對低頻段干擾基本無效。

電源電路的輸出濾波也很重要。對于功率型的電子設備，當負載功率變化時，造成電源供電變化，進而造成外部線上電源波動。如果這個波動的頻率超過25 Hz且幅度過大，CE101就不能達標。在電源電路的輸出端并聯大容量濾波電容器，利用電容的儲能作用，能夠使電源波動平滑化。只要把電源波動的頻率降到25 Hz以下，就可避開CE101試驗頻率的下限使試驗達標。對于信號型的電子設備，前端電路通過電源傳出去的干擾信號能量主要集中在高頻段，要使用高頻性能優(yōu)良的小容量濾波電容器。又因為穩(wěn)壓電源輸出端的交流等效阻抗很低，單純并聯電容的濾波效果不明顯，所以還要結合采用串聯電感的方法來提高高頻阻抗，增強濾波電容的旁路效果，以濾除高頻干擾。

采用這些方法，參照EUT的功率、工作頻率來選定所用抗件的參數，就能使CE101和CE102試驗項目達標。

CE107項目測試電源線尖峰信號對外的傳導發(fā)射干擾。電子設備工作時可能產生各種類型的尖峰干擾信號，但從傳導功率的強度和對共用電源的影響方面來考慮，EUT的電源開關是尖峰干擾的一個主要來源。如在某工程的一次多設備EMC聯合測試時，發(fā)現每當某設備啟閉電源時，都會造成鄰近的另一臺設備死機。檢查結果發(fā)現前一臺設備未通過CE107試驗，影響了相鄰設備?？墒笴E107達標的辦法較多，可在電源開關上并聯尖峰干擾吸收電路，或把設備電源從冷啟動改為熱啟動，或用無觸點開關代替機械開關，或者降低開關接通／關閉時電流上升／下降的速率等。

3．2 傳導敏感度類試驗

傳導敏感度類試驗包括CS101、CS106、CS114、CS115、CSI16。前2項針對EUT的電源線做試驗，后3項測試的是連接到EUT的所有電纜(包括電源線)。本類試驗測試EUT對通過電纜傳人的外來干擾的敏感度，要求在規(guī)定的外來干擾傳人時，EUT對干擾不敏感，能保持正常工作。

CS101和CS106這2項試驗要求EUT在來自電源線的傳導干擾信號作用下能夠正常工作，3．1節(jié)中有關電源的隔離、濾波等措施在這里同樣適用。不過一般來說，傳導敏感度測試比傳導發(fā)射測試更難達標。這是因為在傳導發(fā)射測試時，被測信號是來自設備的，而設備依據其功能和用途的不同，并不 會有干擾向外傳導發(fā)射，或者即使有的話，傳導發(fā)射出的干擾信號幅度和頻率也不 落在被測的范圍內。比如當被測設備內部只有低頻小信號電路時，傳導發(fā)射類試驗就較易過關。而在做傳導敏感度試驗時，干擾信號來自外部，EUT必須在整個頻段內防御外來干擾。對付這種干擾，單純依靠電源濾波器是不夠的。對低頻段來說，要求的濾波電容容量很大，一般的電源濾波器不能使用這么大的電容容量。因為電源濾波器的濾波電容跨接在電源線和接地平面之間，過大的濾波電容會使旁路的干擾電流通過公共地線耦合到同一接地平面的其他設備中去，反而會造成新的電磁干擾。這一點對于裝載在艦船上的設備來講尤為突出。所以在GJB151A．97標準中，對電源輸入端的接地濾波電容容量上限是有限制的，一般應該小于0．1μF。

既要阻擋住來自電源線的EMI，又不能采用大容量的濾波電容，這時可選用能夠吸收和衰耗EMI的器件。磁環(huán)和磁柱等就是這類器件。在電源輸入端采用合適的磁性元件能夠有效地吸收EMI能量。這些磁性元件有許多品種規(guī)格，在滿足適用頻率要求的前提下，一般可選擇導磁率高的品種，但要避免在使用中出現磁飽和而使抗干擾性能失效。把輸入的一對電源線并排在磁環(huán)上繞幾圈，或并在一起穿過磁柱，可使電源電流一去一回產生的磁場相互抵消，避免磁飽和，共模干擾得到了抑制。在EMC測試時有過這樣的經驗，當CS101就差一點達不到標準的時候，在電源線上串1個磁環(huán)，往往可收到立竿見影的效果。

對于傳導敏感度試驗項目CS114、CS115、CS116來說，干擾頻率范圍從10 kHz到數百MHz，可采用高頻濾波和低頻電磁衰耗相結合的抗干擾措施?，F在市面上已有商品化的EMI三端濾波器，其內部綜合采用了磁珠、電感和高頻電容，組成T型或雙T型濾波網絡，對高頻段干擾有較好的抑制作用。這些三端濾波器體積很小，可以在每1根進出設備的導線上串接1個濾波器。在電纜接入到設備機箱的地方，可選用內部襯有磁性材料的接插件。這類接插件內除了插針、插孔的金屬接觸偶以外的部位都襯了高頻磁性體，相當于在每根導線上都串了磁環(huán)，能夠在電纜接入設備處吸收掉高頻干擾。

從電路設計上來講，如電路的輸入信號采用平衡差分方式，連接到EUT的信號電纜應采用雙絞線型電纜，并選擇適當的絞距，使共模干擾信號的主要能量在輸入電路中相互抵消。

3．3 輻射發(fā)射類試驗

輻射發(fā)射類試驗包括磁場輻射發(fā)射項目RE101和電場輻射發(fā)射項目RE102，主要測試項目是電場輻射發(fā)射RE102，測試的頻率范圍是10 kHz～18 GHz，在這個頻段內任何一個頻點上EUT的輻射發(fā)射信號都必須低于規(guī)定值才判定為測試達標。

對于一臺具體的受測設備，實際的輻射發(fā)射頻率不可能覆蓋上述整個頻率范圍，輻射發(fā)射的能量往往集中在某些頻點或頻段中。大多數情況下，EUT低頻端的輻射發(fā)射常常來自開關電源，高頻端的輻射發(fā)射主要來自電路中振蕩器的基波和高次諧波。

開關電源的輻射發(fā)射和電源的品質密切相關，優(yōu) 質的開關電源不僅效率高，而且雜散輻射少。所以在選用開關電源時，要挑選符合軍標要求的電源，如Ericsson和Vicor等公司的軍標電源就具有低輻射的特性。

開關電源中DC／DC變換器的脈沖頻率是個很重要的參數，這個頻率一般在幾十kHz到幾百kHz間，也有的使用MHz級的變換頻率。如果在RE102測試時有某些頻段很難達標，有時改換頻率不同的開關電源，可以在試驗時避開這些頻段。

經驗表明，開關電源除了直接的對外輻射發(fā)射外，電源電路的脈寬調制(PWM)信號還可能對設備內的鄰近電路尤其是高頻電路產生寄生調制作用，使得在遠離開關電源工作頻率的頻點處出現輻射干擾。這種干擾很難在事先預料到，即使出現了也很難想到是由開關電源造成的。在機箱內部對開關電源單獨進行屏蔽可以大幅度抑制掉這種干擾。

另一個主要的輻射發(fā)射源是EUT電路里的晶體振蕩器。一般來說，要判斷輻射發(fā)射是否來自晶體振蕩器很簡單，因為晶振的頻率都是已知的，而且非常，如在RE102項目測試中測到的輻射頻率正好與晶振頻率相同或是其整數倍，那就說明是來自振蕩器基波或諧波的干擾。但也有例外，如果EUT里使用了多個頻率不同的晶振，各晶振頻率可能發(fā)生交叉調制，使輻射頻譜復雜化，導致在大量頻點處出現輻射干擾。降低晶體振蕩器的輻射發(fā)射，首先是要選用質量好的晶振并使其工作在低電壓、低功耗狀態(tài)，其次是正確設計振蕩電路以減少晶振的諧波，必要時對晶振電路進行板級屏蔽。盡量避免在電路里使用多個振蕩源，而采用從一個振蕩器導出其余所需頻率的技術。這些措施都可以使晶振的對外輻射大幅降低。目前有一種擴展頻譜能量的晶體振蕩器，可以把晶振的輻射能量分散到主振頻率周圍的譜帶中，以降低在某個特定頻點上的峰值輻射能量。有時可以考慮選用這種晶體振蕩器。

對于大多數軍工電子設備來說，不具有產生強磁場輻射的條件，RE101項目達標難度一般不大。

3．4 輻射敏感度類試驗

輻射敏感度類試驗包括磁場輻射敏感度項目RS101和電場輻射敏感度項目RS103。對于需要接收或檢測微弱電信號的通信設備和自動控制設備，電場輻射敏感度是極為關鍵的測試項目，也可以說是所有EMC試驗中zui難過關的一項測試。

要使RS103測試達標，仍然是在電源和屏蔽方面做工作。前述有關電源的抗傳導干擾措施也能適用于抗輻射干擾。為了避免外來輻射干擾通過電源電纜進入機箱，電源電纜要有屏蔽層，而且這一屏蔽層要在機箱外部接地，不能隨電源電纜進入機箱內再接地。

對于機箱的屏蔽，前面已提到要盡量保持整個機箱的導電連續(xù)性，仔細處理好機箱上的每一處接縫和開口。機箱的接縫zui好是焊接，如果出于維修拆卸的考慮不能焊接，那必須把接縫壓緊。筆者曾經做過這樣的試驗：把l臺調頻收音機調到收音狀態(tài)放在鐵制機箱內，讓聲音通過機箱表面的小孔傳出。當把機箱蓋好后，收音機仍然能接收到電波。然后開始壓緊機箱蓋板，每壓緊一點，收音機的廣播聲就輕一點，當壓緊到程度后，就完全收不到廣播，只傳出收音機自身的靜態(tài)噪聲?？梢妷壕o接縫的重要性。為填充接縫問的細微問隙，在接縫處可使用銀鋁填料的導電橡膠襯墊。

機箱的開口有顯示孔和電纜進出孔等。3 mm以下的LED顯示孔對屏蔽效果影響不大，LCD顯示屏面積較大，不加屏蔽的話，外來電場輻射就會進入機箱。屏蔽的方法有在顯示屏上貼透明導電膜或加裝夾有金屬絲網的玻璃等。前者使用方便但屏蔽效果有限，后者屏蔽效果較好但對透光性有影響。無論采用哪種方法，都要注意屏蔽層與機箱良好的導電連續(xù)性，zui好在顯示器的后面再加屏蔽罩，并使用高頻穿心電容器對通過后屏蔽罩的信號線進行濾波。

電纜孔也是外來電場干擾竄人機箱的薄弱點。未采取措施的電纜穿過屏蔽體時，屏蔽效能將降低30 dB以上[4]?，F在一些標準的軍品接插件可配裝專用的屏蔽電纜附件，使用這類附件能夠確保電纜外屏蔽層和接插件外殼有良好的導電連續(xù)性。

相比電場輻射來說，要求做磁場輻射敏感度RS101試驗的較少。但要注意，如果設備中有對磁場輻射敏感的器件如電感線圈或電磁傳感器等，就可能在RS101測試中不能達標。筆者曾把1臺通信設備安裝在某平臺的艙壁上，結果出現400 Hz的干擾聲，取下來就沒有干擾。起初懷疑在安裝位置處有電場干擾，但該設備已通過了RS103測試，而且無論如何改進屏蔽和接地都無濟于事。后來得知在安裝位置的艙壁內敷有400 Hz的電力電纜，大電流產生了強磁場，屬于磁場干擾而非電場干擾。因為電屏蔽和磁屏蔽的防護要求不同，通常的密封金屬機箱無法抵御磁場輻射。zui后把該設備的動圈式語音傳感器改換成對磁場不敏感的駐極體式傳感器，干擾立即消失了。