宽带无线通信系统环境的电磁处理体系与方法

围绕系统性电磁处理,分析了近年来相关研究工作和进展,提出了基于辐射端点连接面为基准的电磁处理网络架构和基站终端多维辐射体等效辐射模型,以及面向正向电磁利用、反向电磁抑制的电磁互作用分析技术和面向空中电磁特性控制的测试技术等。仿真和测试表明,所提出的多频组网电磁频谱规划突破了多频带及大带宽难题,提高了频谱利用率和复杂环境的主动电磁调控能力;所提出的基本模型及计算方法,突破了受限空间中高效电磁计算预测以及电路天线一体化难点;室外场景重构测试建模提升了精准重现及多场景辐射一致性评估水平。16双极化探头均匀分布、支持4×4的多探头方法被3GPP 5G标准TR 38.827正式采纳。

IEC/TC108 2023年秋季工作组会议综述

介绍TC108 HBSDT工作组2023年秋季虚拟会议情况,包括对IEC 62368-1:2023的新技术提案讨论、特别小组讨论、解释组文件讨论及相关决议讨论等。

静电放电模拟器近区辐射电场的测量研究

静电放电(ESD)是电磁兼容领域的关键测试项目。为在近区获得更多可供参考的ESD辐射电场实测数据,建立了ESD辐射电场测量系统,测量并研究了四个厂家的主流ESD模拟器在接触放电模式下产生的辐射电场。实验结果表明,不同试验等级ESD辐射电场波形参数与IEC 61000-4-2:2008中的参考值一致,测量结果准确;在严格控制实验条件的情况下,电场峰值和上升时间的重复性可以得到保证,且电场峰值的重复性优于上升时间的重复性;不同型号的ESD模拟器在电流波形都符合IEC 61000-4-2:2008限值的情况下,辐射电场的波形存在更大差异,早日实现ESD辐射电场的准确、可靠测量并规范其测量方法及其限值十分必要。

电磁波击落无人机的机理剖析和验证

民用无人机大量普及,飞行故障不断出现。为提高强电磁环境下无人机的电磁防护能力,快速准确定位敏感部件及干扰传播路径,提出一种无人机近场注入噪声技术方案,通过向无人机注入交变电场和磁场干扰,以重现无人机在强电磁环境下的跌落现象。文章介绍了敏感部件及敏感性质、干扰入侵路径、受扰阈值的确认方法,对无人机进行电磁防护加固措施的验证具有一定的参考意义。

IEC/TC1082024年春季工作组会议综述

介绍IEC/TC108 HBSDT工作组2024年春季虚拟会议情况,包括对IEC 62368-1:2023的新技术提案讨论、特别小组讨论、解释组文件讨论及相关决议讨论等。

集成电路电磁兼容性分析方法及展望

文章给出了集成电路电磁兼容性的含义和需要研究的内容,简单介绍了集成电路电磁兼容性分析所涉及的三种测试方法、四种建模方法以及防护方面的核心技术方向,给出了一些精准测试、准确建模、正向设计方法的案例参考。这些方法将为芯片供应商、产品研制单位提供基于集成电路电磁兼容性测试结果和模型的电磁防护正向设计方法的思路和建议,为芯片和产品的电磁可靠性提升提供发展方向。

IEC/TC108标准解释组发布的信息文件

介绍IEC/TC108近期发布的7个与标准解释相关的INF文件内容,澄清了标准特定要求的适用性,确认了标准中的测试方法并对合格判据进行了解释。帮助相关人员正确地理解标准中安全评估的要求,以及部分安全评估测试的细节。

电波混响室的仿真及场均匀性分析

混响室常用于电磁兼容性能测试。在以往的混响室建造中,常依赖设计者个人经验,通过反复调试来保证混响室的场均匀性。为此,提出了一种混响室的电磁仿真校验方法,并对不同搅拌方式下的场强分布及场均匀性进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的混响室最低使用频率100 MHz的场均匀性为3.73 dB,并验证了400 MHz的场均匀性为2.64 dB,均满足标准要求且有一定的设计余量。文章对工程实践中混响室的设计建造具有指导意义。

电驱系统电磁兼容轴电流优化及试验方法研究

电动汽车的电驱动系统是强大的电磁干扰源之一,其电磁兼容性对整车性能至关重要,GB/T 18655-2018、GB 21670-2008等多项标准规定了电驱动系统的电磁兼容性。在标准规定的试验方法及工况下,电驱输出轴在工作时容易产生轴电流现象,严重影响试验结果准确性,使零部件试验结果与整车试验结果存在较大差异,不能反映电驱动系统在真实道路下的电磁辐射状态。本文通过轴电流抑制策略,分析轴电流现象对试验结果的影响,提出更能反映真实道路场景下的电驱动系统电磁兼容试验方法。提出的试验方法优化思路可为电动汽车电磁兼容标准修订提供参考,推动研究轴电流物理机理,以获取更可靠试验结果,对电动汽车电磁设计与评估具有重要指导意义。

滤波电缆原理与应用展望

电缆被称为工业的“血管”和“神经”,广泛应用于设备互联。然而,传统电缆不具备分布式滤波功能,通常成为电磁兼容(EMC)性问题的主要耦合路径。滤波电缆,可以通过在绝缘电线上包裹采用柔性印刷电路板(FPCB)制造的特定缺陷导体层(DCL)、在绝缘圆柱体上包裹缺陷导体传输结构(DCTS),使其能够在轴向上实现分布式滤波功能。DCL或DCTS上具有特定蚀刻图案的导体起到等效的集总电路作用,被加到电缆电路中实现滤波功能,从而抑制干扰信号。采用微波网络分析技术可以高效地分析级联特性。国内外的研究现状和本团队的主要研究成果表明,滤波电缆能够有效实现分布式滤波功能,有望为复杂电磁环境防护提供一种新的解决方案。

ESD防护仿真技术研究

静电放电(ESD)一直是电子产品的重大威胁,严重的还会造成芯片失效。在设计阶段需对芯片受ESD冲击后的耦合情况进行预测评估,并为芯片设计有效的ESD防护,实现系统级高效ESD设计(SEED)成为发展趋势。文章研究了瞬态抑制二极管(TVS)对静电的响应情况,并将TVS分为回滞型与非回滞型,分别建立了SPICE模型。提出了一种新的ESD发生器电路模型和全波模型,所得电流波形与实测数据吻合较好。两种模型的电流特征值与IEC 61000-4-2:2008要求的偏差较小。为复现完整的系统级ESD测试环境提供了支持,也为探索芯片在系统级ESD测试下的行为模式打下基础。

估计混响室旋转搅拌器相关角度的快速方法

为保证混响室中样本的统计独立性,混响室内搅拌器的相关角度给出了测试过程中搅拌器步进角度的下界。依照IEC 61000-4-21:2011确定搅拌器相关角度时,由于每次转动角度较小,完整旋转一周所需时间较长。为缩短测试时间,提高测试效率,提出一种快速评估相关角度的方法,即使搅拌器不完成整周旋转,相关角度也可以准确估计,从而大幅度减少测试时间。测试结果对不同旋转角度进行了比较,与完整旋转一周的结果吻合良好,证实了文章方法的有效性。

无线通信系统和网络的强电磁脉冲作用效应

面对高频段人造强电磁脉冲的威胁,无线通信射频器件和模块表现出易受损、易干扰的缺陷,为提升无线通信系统和网络的电磁兼容性并有针对性地对其进行电磁防护,需系统地掌握强电磁脉冲对无线通信系统和网络的作用效应。目前,此效应的研究主要集中在器件和模块层面,在系统级和网络级方面仍存在很多空白领域,需要开展探索性研究以阐明内在的影响规律和物理机制。文章从无线通信系统的角度,介绍了国内外无线通信射频器件、模块、系统以及无线通信网络的电磁脉冲效应研究的相关成果,并对潜在的研究方向进行了思考和展望。

一种CE102 能力验证方法及实例

文章给出了一种多样品并行传递的CE102能力验证方法及实例,自主研发并制备47套均匀性、稳定性符合要求的能力验证样品,在40家参加实验室中并行分发该样品,相比传统的单样品轮流传递的方式,极大缩短了测试时间,且消除了无备用样品带来的风险。使用稳健算法计算稳健平均值并将其作为指定值,使用GB/T 6113.402-2018中给出的测量不确定度计算能力评定标准差,并将其用于评价参加实验室是否离群。最后对离群的原因进行了分析并提出了改进意见。

混响室内模拟多径衰落场环境的概率统计模型

已有混响室概率统计模型不能同时模拟多种多径衰落场环境。通过扩展经典混响室平面波叠加模型,建立了更具普适性的混响室内模拟多径衰落场环境的概率统计模型。推导了电场直角分量模值的概率密度函数(PDF),在理论上验证了新模型能同时模拟瑞利分布、莱斯分布及更多多径衰落场环境。通过蒙特卡洛模拟仿真了电场直角分量模值的PDF,并与理论PDF对比,进一步验证了新模型同时模拟多种多径衰落场环境的能力。

电感高频模型研究

电感的高频特性建模是电源EMC仿真的难点。文章提出了一种基于电感实测插损的高频建模方法,以5μH空芯电感为例进行了仿真与测试验证,结果表明:该方法能准确反映出电感的高频谐振特性,谐振频率处插损仿真与测试最大偏差±7 dB,其余频率偏差均在±3 dB以内。研究结论对于电源EMC仿真设计具有较好的参考意义。

一种谐波电流发射能力验证方法及实例

文章给出了一种多样品的谐波电流发射能力验证方法及实例。自主研发并制备27套均匀性、稳定性均满足要求的能力验证样品,在187家参加实验室中并行传递,与传统的单样品模式相比,极大缩短了项目周期并消除了无备用样品带来的风险。使用稳健算法计算稳健平均值并将其作为指定值,使用GB/T 17626.7-2017中给出的测量不确定度计算能力评定标准差,并将其用于评价参加实验室是否合格。通过本次能力验证了解行业内开展谐波电流检测的整体情况,发现和识别出一些存在的问题,并对不合格的原因进行分析,提出改进意见。

基于充电抑制膜的航天器不等量电位控制方法

航天器在空间环境中飞行时,其表面的不同介质材料表面与等离子体环境相互作用后形成的不等量充电电位达到放电阈值(107 V/m)后,将有可能发生静电放电(ESD)。充电抑制膜是一种基于不等量电位梯度场发射原理的防护材料,当其上下表面电位差达到发射阈值后,充电抑制膜将发射电子从而对航天器结构不等量电位起到减缓作用。文章介绍了真空条件下充电抑制膜场电流发射特性,分析了充电抑制膜场电子发射对航天器表面不等量电位的控制效果,为航天器表面电位控制及减缓提供方法和依据。

框式设备网口辐射发射仿真研究

框式信息设备的网口辐射发射日益重要和复杂。文章以机框、网口变压器、印制电路板(PCB)及散热器等关键框式设备作为输入建立了完整的电磁模型,采用CST仿真分析了该模型在宽带内的辐射发射,并与实际测试值进行了比对,结果显示在工作频点仿真与测试一致。分析了辐射信号类型、PCB布局以及散热器接地与否对辐射发射能量的影响,并基于电磁辐射理论给出解释和布局指导。结果表明:共模信号较差模信号明显提高,在808 MHz辐射增强约20 dB以上;散热器接地明显降低辐射发射,比未接地时底部耦合场强降低15 dB以上;强辐射信号底部建议敷设地层以降低辐射。为产品风险快速评估及方案迭代优化提供了参考。

轨道交通牵引系统电磁兼容技术研究及应用

电力电子变流装置的应用显著提升了轨道交通牵引系统的性能,同时也带来了电磁干扰、长线缆振荡过电压、轴承电腐蚀等负面效应。文章聚焦轨道交通应用场景,围绕牵引系统,从整车辐射、车辆与列车检测系统及应答器传输系统的兼容性、低频磁场发射、长线缆过电压、电机轴承电腐蚀五个方面介绍了电磁兼容问题的机理、国内外标准,并从软硬件方面介绍了管控措施。指出基于标准、经验和模型,有针对性地开展电磁兼容建模、仿真、分析和抑制是实现轨道交通系统电磁兼容性的重要手段。路网车大系统及跨国运行车辆的电磁兼容设计、宽禁带半导体器件应用等,是未来轨道交通电磁兼容设计面临的挑战。