第3章干扰耦合机理n.ppt

考察一个屏蔽体是否对电感耦合起作用, 只要看屏蔽体的引入是否改变了原来的磁场分布。 设屏蔽体是非磁性材料构成的, 且只有单点接地或没有接地。由于屏蔽是非磁性材料的, 因此它的存在对导体周围的磁通密度没有影响, 导体1与导体2的互感M12没有变化。所以导体1在导体2上感应的电压与没有屏蔽时是相同的。  　　在磁场的作用下, 屏蔽体上也会感应出电压, 设导体1与屏蔽体间的互感为M1S, 则导体1上的电流I1在屏蔽体上感应的电压为 US=jωM1SI1　　　　　　　　　　　　　(3-18)  如果屏蔽体只单点接地或没有接地, 屏蔽体上没有电流, 所以不会产生额外的磁场, 因此这个屏蔽层对磁场耦合没有任何影响。 如果屏蔽体的两端接地, 屏蔽层上会有电流流过, 这个电流会产生一个附加的磁场。引起导体2周围磁场的变化, 因此这个屏蔽层对磁场耦合有一定影响。  3.1.3 电容性耦合与电感性耦合的综合考虑 　　前面研究电容性耦合及电感性耦合的模型及计算, 是假定只有单一类型的干扰耦合, 而没有其他类型耦合的情况, 但事实上各种耦合途径是同时存在的。 当耦合程度较小且只考虑线性电路分量时, 电容性耦合(电耦合)和电感性耦合(磁耦合)的电压可以分开计算, 然后再找出其综合干扰效应。  　　由前面的分析可知, 电容性耦合与电感性耦合的干扰有两点差别: 首先, 电感性耦合干扰电压是串联于受害电路上, 而电容性耦合干扰电压是并联于受害电路上; 其次, 对于电感 性耦合干扰, 可用降低受害电路的负载阻抗来改善干扰情况, 而对于电容性耦合, 其干扰情况与电路负载无关。  　　根据第一点差别不难看出, 在靠近干扰源的近端和远端, 电容耦合的电流方向相同, 而电感耦合的电流方向相反。 图3-16(a)给出电容耦合和电感耦合同时存在的示意图, 设在R2G及R2L上的电容耦合电流分别为IC1及IC2, 而电感耦合电流分别为IL1及IL2, 显然 IL1=－IL2=IL, 在靠近干扰源近端R2G上的耦合干扰电压为 U2G=(IC1+IL)R2G　　　　　　(3-30)  　远端负载R2L上的耦合干扰电压为 U2L=(IC2－IL)R2L　　　　(3-31) 由(3-30)和(3-31)式可知, ： 对于靠近干扰源端(近端)电容性耦合电压与电感性耦合电压相叠加,； 对于靠近负载端, 或者说远离干扰源端, 总干扰电压等于电容性耦合电压减去电感性耦合电压, 在进行相减计算时, 是以复数形式进行的。 图 3-16 电容性耦合与电感性耦合的综合影响 3.3 辐射耦合 　　辐射电磁场是骚扰耦合的另一种方式, 除了从骚扰源有意辐射之外, 还有无意辐射, 例如, 有短(小于λ／4)单极天线作用的线路和电缆, 或者起小环天线作用的线路和电缆, 都可能辐射电场或磁场。  　　辐射耦合的途径主要有: 天线―天线, 天线―电缆, 天线―机壳, 电缆—机壳, 机壳―机壳, 电缆―电缆。 　　对于辐射耦合, 电磁场理论中近场与远场的概念是十分重要的。  3.3.1 电磁辐射 　　当场源的电流或电荷随时间变化时, 就有一部分电磁能量进入周围空间, 这种现象称为电磁能量的辐射。 研究电磁辐射, 最简单的是电偶极子和磁偶极子的辐射。 实际天线可近似为许多偶极子的组合, 天线所产生的电磁波也就是这些偶极子所产生的电磁波的合成。  　　1. 电偶极子的电磁辐射 　　电偶极子是指一根载流导线, 它的长度Δl与横向尺寸都比电磁波长小得多。 图 3-22 电偶极子辐射源 由麦克斯韦方程组解得电偶极子周围的电磁场为： (3-46) 式中: ImΔl ——— 电偶极子的电矩(A·m); r ———从坐标中心到观察点的距离(m); k ———波数, 电磁波传播单位长度所引起的相位变化, λ ———电磁波的波长, 则有k=2π/λ(rad/m)。 　 下面按照观察点到电偶极子的距离远近来讨论电偶极子周围电磁场各分量的表达式。  　　1) 近场区 (即在rλ/(2π)的区域内, kr1) 　　由(3-46)式可见, 电偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的高次项, 即 (3-47) 　　2) 远场区 (在rλ(2π)的区域内, kr1 ) 　 由(3-46)式可见, 电偶极子产生的场分量主要取决于1/(kr)的低次项, 而且Eτ与Eθ相比可忽略, 因此在波的传播方向上的电场分量近似为零, 近似得 (3-4