爱因斯坦的原子受激发射辐射理论——激光的原理基础之始发点

本文看似科普，但实际上是为高等教育和科学技术的高层管理人士而写。借助“国际物理年”和爱因斯坦奇迹百年的风势，希望会较容易刮吹入耳。我们要从一篇爱因斯坦少为人所提及的论文说起。事实上这篇科学论文引发二十世纪下半叶最重大的技术应用一一激光。

光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用

利用传输矩阵方法讨论了光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用,讨论了多种基底材料和光子晶体材料组合及其自发辐射对抑制效果的影响。研究发现,当光子晶体的高低折射率介质分别为Si与KCl时,在3～5μm与8～14μm波段内,基底分别处于100℃的Al、SiC及假想表面,表面的发射辐射均可得到较好地抑制。对于相同基底,选择Ge与KCl作为光子晶体的组成材料,会有更好地抑制效果。

天线谐波和乱真输出辐射发射测量方法综述

基于天线有效辐射功率的基本原理,指导天线谐波和乱真辐射发射测量。通过对测量距离、系统校准以及相关器件的论述,更好地指导测量应用。结合测量中出现的问题,分析了造成问题的机理,给出了解决问题的方法。

基于神经网络反向模型的系统级电场辐射发射预测

针对多设备叠加系统级电磁兼容性问题,提出了一种基于神经网络反向模型的复杂系统电磁干扰预测新方法。首先实测单设备电场辐射发射数据,通过噪声源辐射发射等效性原理仿真多设备叠加的系统级电场辐射发射,获取训练样本集。选择各设备辐射场强、频率、坐标为输入参数,以系统级电场辐射发射为输出参数,建立基于Levenberg-Marquardt (LM)算法的三层逆向传播(BP)神经网络的反向模型,将神经网络的输入、输出反向,寻找验证误差最小的备选神经网络作为最终的神经网络,并结合试位法和共轭梯度法等数值求解算法计算神经网络输出。结果表明,该模型仿真的验证误差较传统三层LM-BP神经网络改善明显,其中采用共轭梯度法求解的神经网络反向模型将验证误差由0.415 9%减小到了0.099 7%。该方法不仅不依赖于复杂的神经网络结构,且在有限的训练数据规模下提高了模型精度,为舰船、卫星、飞机等电子信息平台的电磁兼容性评估提供了一种新的高效解决途径。

斜极化雷达辐射发射指标测量与计算方法研究

本文提出了一种斜极化雷达辐射发射指标的测量与计算方法.采用接收天线正交的两次组合测量,可快速测量与计算得到任意未知角度斜极化雷达各频点的信号真实幅值,进而计算得到斜极化雷达的谐波和乱真抑制度.分别采用接收天线一组X轴对称角度和0°三个极化方向的三次频域组合测量可快速测量与计算得到任意斜极化雷达每个频点的准确极化角度.提出的测量与计算方法可有效避免目前国军标中雷达辐射发射指标测量方法针对斜极化雷达时的不足,且测量效率高,误差小,试验结果证明了提出方法的正确性和准确性.

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。

辐射发射测试质量控制方法研究

文章简要介绍了辐射发射测试系统的构成及其测试原理,分析了影响测试准确性的因素,并结合实例给出了通过计量确认、期间核查、实验室间比对相结合的方法来保证测试系统质量的方法,针对期间核查易出错的地方进行了阐述和说明。通过文章给出的方法可及时发现实验室可能存在的问题,有效保证辐射发射测试系统的稳定性和准确性。

电子式互感器辐射发射超标诊断及整改方法

电子式互感器是一种配电装置,由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成,向仪器、继电保护或者控制装置传输正比于被测物理量的数值。一组电子式互感器共用一台合并通信单元。合并通信单元将来自变送段的电流或电压采样数据与采样时间进行相关的组合,并按约定的通信协议以数据帧的形式连续发送至以太网。依据GB/T 20840.8—2007标准规定的辐射发射试验来考核某型号电子式互感器时,发现其合并通信单元存在电磁辐射干扰超标现象。通过分析超标频点的干扰形成原因,采用了时钟扩频技术对产品电路进行改进,解决了问题,并得出了采用时钟扩频技术来抑制高频辐射骚扰的解决方案。

基于辐射发射测试技术的汽车电驱动系统电磁兼容性研究

对汽车电驱动系统的电磁兼容性能及改进要求进行了较深入的研究。概述了电力传动在现代运输中的重要地位,重点阐述了电磁兼容对保证整车安全性和动力性的重要意义,并对其目前所面临的EMI问题进行了分析。在此基础上,对目前国际上有关EMC试验的相关标准和规程进行了总结,对EMC试验的基本方法进行了较为详尽的介绍。重点阐述了电驱动系统中的辐射发射检测技术。对电驱动系统中电机进行了辐射发射试验,获得该部件的辐射发射特性,并进行简要分析。

整车辐射发射问题分析整改

在按照GB 34660—2017法规进行整车辐射发射窄带测试,在天线位于车辆左侧垂直极化时,测试结果超出限值6dB左右,不满足法规要求。通过对整车控制器的逐一排查,最终找到干扰源头为车载集成电源,噪声主要由DCDC逆变时HVDC高压侧产生,通过车载集成电源的HVDC端口以及产品外壳对外辐射,可通过在车载电源HVDC端口增加滤波方案来解决辐射问题,从而满足整车法规要求。

FCC认证中1 GHz以上辐射发射测试介绍及案例分析

随着电子产品的工作频率越来越高,1 GHz以上频率的无意噪声发射日益增加。对于希望进入北美地区部分国家市场的电子产品需要获得FCC认证才能进行销售,因此越来越多申请FCC认证的电子产品需要通过1 GHz以上辐射发射测试。相比较CCC和CE认证,FCC认证的1 GHz以上辐射发射测试,在测试频率范围和测试方法有较大不同。这意味着产品即使通过了CCC或CE认证测试,如果不了解FCC的测试方法和相关细节就直接申请FCC认证,都有可能无法通过测试,延误认证周期。从FCC认证标准要求、测试方法和案例等方面进行了解读和分析,以期为申请FCC认证的企业提供一定的指导。

电动汽车电磁场辐射发射测试(150 kHz~30 MHz)实验室间比对

利用实验室之间的比对试验结果,可以评定各参比实验室的技术能力。本文研究了汽车电磁场辐射发射测试(150 kHz~30 MHz)能力实验室间比对方法,从比对方案、测试系统搭建、样品稳定性和数据处理等方面进行了实践。比对结果表明各参比实验室的辐射发射测试(150kHz~30MHz)的准确性符合要求。定期开展实验室间比对,可有效保证实验室出具检测结果的准确性,从而提高汽车电磁兼容检测领域辐射发射检测技术水平。

18CrNiMo7-6钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

为研究齿轮钢外圆横向磨削过程中工件温度受加工参数变化的影响,以18CrNiMo7-6齿轮钢作为工件材料,CBN砂轮作为磨具进行试验,使用红外热像仪对磨削过程温度进行检测。提出一种增设气幕装置的热辐射发射率值标定方案,通过气幕生成的高速气流减缓外界空气进入加热炉,防止标定过程中试样被氧化,保证高温条件下标定得到的发射率值的准确度;依据检测结果,分析工件转速v_(w)、工件每转的磨削深度f_(a)、砂轮磨粒粒度d_(g)、砂轮直径d_(s)和磨削宽度b对温度的影响。结果表明:f_(a)对温度变化影响最显著。通过拟合得到磨削温度与试验参数间的经验公式,其误差为9.27%。将磨削温度的试验测量结果与运用移动热源理论、瑞利分布模型和干式磨削热分配比模型进行理论推导的结果作对比,偏差为8.51%。

基于横电磁波小室的IC辐射发射测试方法研究

集成电路(IC)的发展呈现出小型化和集成化的趋势,使得IC电磁辐射越来越强,准确测试出IC电磁辐射对于集成电路电磁兼容设计有重要意义。横电磁波(TEM)小室法是目前最常用的IC辐射测试方法,它使用方形测试板,测试四个角度(0°, 90°, 270°, 360°)的IC辐射值,然而IC电磁辐射具有角度效应,仅用四个角度无法准确测试出IC最大电磁辐射水平。文中基于TEM小室全波仿真模型,使用单根微带线,验证了角度对于IC辐射的影响。设计了基于STM32芯片的圆形测试板和方形测试板,利用TEM小室测试了不同角度、不同模式下的STM32芯片电磁辐射,测量结果证实了不同模式下圆形测试板的测试结果都要大于方形测试板,最大偏差达到16 d Bm,因此圆形测试板更能准确测出芯片的最大电磁辐射水平。

PWM方波边沿时间对机动车流量输出调节系统电磁辐射发射的影响

通过对PWM方波导致电磁辐射发射问题的机理进行分析,结合一款PWM控制的流量输出调节系统进行实验验证。结果表明,PWM方波边沿时间在0.01~100μs范围内,对流量输出调节系统在0.1~5 MHz范围内的辐射发射场强幅值影响较大,在100 kHz处最大差异超过30 dB。PWM方波电压幅值在5~16 V范围内,流量输出调节系统的辐射发射场强幅值没有受到明显的影响。通过研究,为涉及PWM控制产品的电磁兼容设计、整改优化等提供理论和技术支撑。

电场辐射发射试验测试系统场强噪声计算方法

在开展电场辐射发射试验时,测试系统10 kHz~18 GHz极宽频带范围内场强噪声的准确预测是后续电磁兼容试验规避潜在风险、能够顺利开展的关键所在。场强噪声预测问题一直困扰着试验人员或电磁兼容实验室的设计人员。为此,根据电场辐射发射试验测试系统中各设备的级联关系,建立了测试系统的级联噪声模型,结合设备电磁参数给出了场强噪声的计算公式。计算结果与实测结果相比,两者趋势一致、吻合较好,计算公式在30~200 MHz和200 MHz~1 GHz的适用性最好。场强噪声计算方法可用于电磁兼容测试系统中场强噪声的预测和评估。

汽车电子辐射发射的测量不确定度评定

参照标准CISPR 25:2021《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》和公司实验室的测试环境,简明阐述了汽车电子辐射发射测量不确定度评定方法,并给出了一个测量不确定度的值。通过分析影响不确定度评定的各项因素,给出了测量不确定度评定的要点和建议,为实验室进行合理评定汽车电子辐射发射测量不确定度提供参考。

植保无人机电磁兼容性能(辐射发射)测试研究与分析

[目的]电磁兼容性是保证电子设备或系统使用安全可靠的重要指标,探明并提高设备或系统的电磁兼容性,对于农业机械电子系统设备来说十分重要。[方法]课题组根据植保无人机电磁兼容性标准要求,对植保无人机电磁兼容性能(辐射发射)测试进行了研究与分析,针对植保无人机电源和电机供电端口,使用磁环进行骚扰源预定位整改,为植保无人机电磁兼容性能缺陷提出消除或降低安全风险的方法。[结果]整改前,该款植保无人机辐射发射测试在30 MHz~80 MHz、2.380 5GHz~2.527 0 GHz和4.784 7 GHz~5.054 0 GHz越过限值,考核频段中最大超限点在46.15 MHz处超限5.32 dBμV/m;整改后,30 MHz~1 000 MHz范围内的最大准峰值为49.5 dBμV/m,小于50 dBμV/m的限值。[结论]整改后的测试结果符合要求,能够提升植保无人机产品质量。为了进一步确保植保无人机产品具有较好的电磁兼容性能,在产品设计初期还应充分考虑输入与输出影响、传导影响和互耦影响。

某型设备辐射发射超标与时钟电路设计研究

通过分析某型通信设备辐射发射超标问题,重点研究了时钟电路与电磁场辐射超标之间的关联。结合该设备辐射发射超标的分析整改过程,从原理图元器件选择和PCB设计方面归纳出针对晶振及时钟电路几点EMC设计原则,便于工程师在产品设计前期综合考虑其电磁兼容问题,从源头上进行EMC设计,从而达到事半功倍的效果。