展望我国电磁兼容(EMC)试验技术

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     摘要：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。现在电磁兼容科技工作者又进一步探讨电磁环境对人类及生物的影响，学科范围已不仅限于设备与设备间的问题，而进一步涉及到人类本身，因此某些国内外学者也把电磁兼容学科称作环境电磁学。由于试验技术是电磁兼容学科中的一项重要支撑技术，本文将就此内容作些扼要介绍。
       关键词：电磁兼容试验 技术 现状 发展需求 样本内容

　　 一、电磁兼容试验技术现状及发展需求
　　 我国运用电磁兼容试验技术，多起始于60年代前后，当时试验室条件简陋，测量设备多半是国内自行研制的简易测量设备，测量手段也比较落后。1966年船舶工业先行一步，制订了自己的行业测量标准JB-854-66《船用电气设备工业无线电干扰端子电压测量方法及允许值》。
　　 改革开放后，国际交往增多，国际先进的电子测量设备大量涌进中国市场。国内一些重要科研单位、大型生产厂家及某些高校先后兴建电磁兼容试验室，引进了成套的测量设备。
　　 众所周知，电磁兼容领域与其它专业相比，要更多地依赖于测量，而且电磁兼容测量对试验条件的要求又很严格。因此，随着国际电磁兼容标准的应用与转化，我国高标准的试验室陆续建成，专业技术队伍不断扩充壮大，这为电磁兼容试验技术的发展带来了机遇和条件保证。
　　 欧共体颁布89/336EEC文件以后，电磁兼容标准的法律效力已被社会认可。我国政府部门对此作出反映，出台一系列举措，如：国家出入境检验检疫局和对外贸易经济合作部联合下发《关于六种进口产品实施电磁兼容强制检测的通知》，规定从1999年1月1日起对个人计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机、音响设备实施强制性检测，从2000年1月1日起必须获得国家出入境检验检疫局签发的进口商品安全质量认可证书，并加贴安全认证标志后方能进口销售。
　　 这些举措显然都要依赖于测试验证，在客观上推动了电磁兼容试验技术的发展。特别是2001年12月11日起我国已成为WTO的正式成员，电气、电子产品的国际贸易将会更加频繁，大至大型电机，小至电动玩具，都要进行电磁兼容测试，电磁兼容试验的市场需求已不言而喻。
　　 此外，国际形势的现状也无法回避外层空间的军事化以及空间与地面联合作战大型军事活动的发生。这就要求军用系统、武器装备满足更加苛刻的电磁兼容指标。军事产品的电磁兼容测试需求同样广泛迫切。

　　 二、电磁兼容试验室自动化测试继续稳步发展
　　 目前的电磁兼容试验室大都以军标或民标为主，彼此适当兼顾，安装的测试设备与试验室很好配套。这种试验室可完成规定标准的规范测试，测试结果可指明受试件是否满足规定标准要求，如果超标，则可给出超标的频点及超标量值；对于抗干扰性能检测，则给出受试件的实际抗扰性电平，亦即敏感度阈值。
　　 这种测试是产品验收的最终检测手段，无论是新产品定型、产品上市流通，还是军品总装前的产品交付验收都是必不可少的。
　　 这类试验室大多能够根据相应标准作全自动化检测，消除系统测试误差，从而得到精确的测试结果。

　　 三、　电磁兼容试验室认证工作纳入规范化管理
　　 由于电磁兼容标准已被赋予法律效力，则电磁兼容测试结果的公正性与正确性就显得十分重要，它关系到一项设计能否被认可，一个产品能否成为合格产品，关系到企业的命运。
　　 如何保证同一产品在不同试验室测试结果的一致性呢？谁来保证试验室测试的公正性呢？这些工作正在纳入规范化管理之中。
1999年曾由国防口主办过一次试验室比对工作，最近又在筹备新一轮的比对工作，参加对比的试验室在有关部门组织下参照（ISO/IEC系列导则43-1984 E）实验室能力测试的设计及实施》，对同一被测试设备进行约定测试项目的测试。测试方法及测试要求均在比对文件中给出。最后由组织单位按规定对测试结果进行数据处理。这对电磁兼容测量中量值的统一将起到重要作用。
　　 为了保证电磁兼容测试结果的公正性，首先要有一个在电磁兼容领域中具有杰出才能和丰富经历的权威组织作为认证机构。在确认标准规定要求得到满足后，认证机构有权颁发合格证书。认证机构按照标准EN 450001/1990.5《测试试验室操作的通用标准》授权和控制试验室，使其具有合法身份，检查它的公正性、独立性、诚实性、技术能量及质量管理体系。
　　 目前我国对电磁兼容试验室的认证工作已经开始，也出台了相应的标准。各试验室已按标准要求加强试验室管理。一些直接引进的试验室已拿到承制方申请的欧共体“CE”标记的认可证书。

　　 四、EMI诊断在研发工作中发挥重要作用
EMI诊断，即EMC预测试。EMC预测试的特点是在产品开发初期能够及早地发现设计中的问题，它不需要苛刻的试验条件，也回避了购置昂贵测试设备的困难，因此它有强大的生命力。它在整个产品的研制生产中仍是重要的测试手段，可及时检验产品的EMC设计是否合理，所采取的EMI抑制措施是否奏效，使设计人员尽快了解要进一步抑制干扰需从哪些环节入手。

　　 五、EMC测试与产品功能测试同步进行
EMC设计应与产品电性能设计同步进行、综合考虑，这已被设计师队伍接受。一般产品的EMC测试在产品功能测试（即电性能）指标达标后进行。
　　 在未来的测试技术发展中，EMC测试有与产品的功能测试融为一体的可能。如当前信息产业部通信计量中心引进的手机等专用信息产品的EMC测试试验室和测试设备就是在手机正常工作状态下检测相关的EMC指标。
　　 随着电子仪器的进步，内装自检技术的应用，测试技术正向多媒体化、网络化发展。未来的电子产品检测将是全方位、全自动化的测试。

　　 六、一些新型测试室的介绍
　　 近十年，人们逐渐推广使用混响室进行电磁兼容试验。混响室是一个由金属墙壁构成的试验室，一般在测试室的天花板上装设一个大浆形状的搅拌器。将待测设备（EUT）放在室内，当搅拌器旋转时，使待测设备暴露于电磁场中。待测设备在场中的平均响应可通过响应对搅拌器旋转一周的时间周期进行积分来求得。混响室的金属墙壁容许在室内建成一个强场。待测设备暴露于由数个不同的极化组成的强场电平中。
　　 在传统的电磁敏感度试验中，试验应在完全给定而不能任意选择的环境下进行，如在横电磁波小室或电波暗室中进行。在这种限定的环境下，场的极化与分布不随时间改变，因为这些方法的工作原理是建立在一个单一优势模基础上。混响室则没有给出一个限定性的场，但却提供了一个空间均匀的电磁环境，即室内各处能量密度均匀，各向同性，各方向能流相同而极化是任意的，亦即所有波间的相位与极化是任意的。只要室内有大量本征模（在某一固定频率以上会出现这种情况）就可达到上述要求。此外，简并情况（即在某频率下有多少模重合）与波形间隔是重要参量。混响室的主要优点是在该室内用一个适当的功率源就有可能建立一个强场，因此需要很高的品质因数Q。
　　 最近，国外又在推广5米法电波暗室。与10米法电波暗室相比，这种暗室占用的空间要小得多，因而成本会大大下降。人们正在研究如何将5米法测试结果等效成10米法的结果，这一研究工作在国内外受到广泛关注，进展较快，预计在近期将会取得满意的成果。
　　 此外，人们还提出另一种屏蔽小室———WTEM小室，其结构是半个TEM小室，但采用线阵结构而非板块结构，它与TEM小室相比并没有实质性的改变，但这种结构在改善电磁场的均匀性、降低本身的耦合与提高单模带宽方面比TEM小室更容易实现。
　　 由此可见，屏蔽测量技术今后还会有较大的发展。以此为推动力，相应的理论研究和应用研究及其开发工作都将会受到更多的重视。

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