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高速铁路电磁兼容技术
作者：王京深
来源：《中国科技博览》2013年第11期
[摘 要]本文分析了电磁兼容设计的关键技术，并提出了相应的对策，希望此文能给读者一些启示，不断完善我国高速铁路的电磁兼容标准。
[关键词]高速电气化铁路；电磁兼容；电磁环境
中图分类号：U221 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0280-01
电磁兼容（EMC）技术是一门研究在有限的空间、时间和频率资源条件下，各种电气、电子设备或系统在同一电磁环境中可以相互兼容而不致引起其性能降低的应用科学技术。电磁兼容是当今高速铁工程建设中的一个重要指标，是保证高速铁路通信、信号系统安全可靠运行的关键技术。
1 铁路电磁兼容国内外发展现状
在国外高速铁路建设中，尤其在欧洲，对电磁兼容有比较完善的标准，并且不断修订，已日趋成熟。到2002年，由CENELEC制定的铁路EMC标准EN50121-1～5，被IEC采纳成为国际标准IEC62236-1～5。其中，IEC62236-1描述了铁路的电磁现象。IEC62236-2规定了铁路系统向外的发射限值。IEC62236-3规定了机车车辆以及装置的发射限值和抗扰度。IEC62236-4规定了铁路通信信号设备的发射限值和抗扰度，给出了影响通信信号设备可靠运行的EMC限值。IEC62236-5规定了固定电力设备和装置的发射限值和抗扰度。另外，关于铁路通信信号安全方面的标准还有IEC62278（EN50126）、IEC62279（EN50128）等等。
在国内，为满足我国电磁兼容工程应用的需要，虽然我国也颁布了《雷电及电磁兼容防护指导意见》（铁运【2006】26号文）、《客运专线综合接地技术实施办法（暂行）》（铁集成【2006】220号文）、《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》（铁运【2007】39号文），但由于高速铁路建设在国内才刚刚开始，没有系统成熟的标准条例，尚无成功经验可以借鉴，所以仍存在一些未能解决的问题。
收稿日期:2001-01-06作者简介:王禹(1975-),男,硕士研究生,研究方向为目标散射、电磁兼容预测。电磁兼容技术
王 禹
(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)
摘 要:介绍了电磁兼容技术的产生及其发展现状,重点介绍了当前的电磁兼容预测技术以及工程实现电磁兼容的主要方法。探讨了电磁兼容领域面临的问题以及当前的主要研究方向。关键词:电磁兼容;预测;控制;测试中图分类号:O441文献标识码:A引言电磁兼容(ElectromagneticCompatibility,简写为EMC)是指电子设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级,也不会使同一电磁环境中其他设备(分系统、系统)因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。电磁兼容是伴随其他学科特别是无线电、电子技术的发展而出现并不断发展的一门具有巨大潜力的学科,也是一门工程性极强的应用技术。它涉及的频率范围0～400GHz,几乎包括了空间所有电磁波的频谱范围。电磁兼容问题实质就是电磁干扰问题。电磁干扰是指由干扰源发出干扰电磁能量,经过耦合途径将干扰能量传输到敏感设备,使敏感设备工作受到影响。它可以简单地分为三部分:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。干扰源通过耦合途径对敏感设备产生干扰。对于一个大型系统而言,其内部有许多干扰源、耦合途径及敏感设备,它们所构成的干扰组合可达1010数量级。对其中每一个干扰组合进行分析是不可能的,即使只对其中重点干扰组合进行分析也是一项复杂的工作。电磁兼容不仅要考虑到系统的工作性能,还要考虑到系统工作时的副产品,也就是系统工作的非预期效果。研究系统工作的非预期效果一般情况下比研究系统工作性能往往复杂得多。可见电磁兼容作为一项系统工作的复杂性。其实电磁兼容工作的复杂性还远不止以上所述。电子、通信等技术发展早期,其应用方面的唯一限制是受自然界电磁环境和无线电设备的设计与生产中的技术水平影响,为数不多的电子、通信设备在空间和频率上都相距甚远,频谱资源、设备数量都还没有达到互不兼容的程度。随着电子设备数量的逐渐增加,功能不断增强以及应用领域不断扩展,电磁环境越来越复杂,带来许多不可靠因素。同时频谱资源相对有限,对频谱的大量需求使频谱利用越来越向高频段发展,但仍然不能缓解频道拥挤的状况。大量电子设备重复使用某些频段,造成干扰日益严重。而且电子设备的性能越来越高(如发射设备功率加大,接收设备灵敏度提高等),这些都使干扰问题日渐突出,恶劣的电磁环境往往使电子设备及系统不能正常工作,这就促使电磁兼容技术出现并不断发展。
电磁兼容控制技术
众所周知，屏蔽、滤波、合理接地合理布局等抑制干扰的措施都是很有效的，在工程实践中被广泛采用。但是随着电子系统的集成化、综合化，以上措施的应用往往会与成本、质量、功能要求产生矛盾，必须权衡利弊研究出最合理的措施来满足电磁兼容性要求。又如新的导电和屏蔽材料以及工艺方法的出现，使电磁兼容性控制技术又有了新的措施，可见电磁兼容控制技术始终是电磁兼容科学中最活跃的研究课题。
电磁干扰的控制策略
电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展形成的，两者的目标都是为了使设备和系统达到在共存的环境中互不发生干涉，最大限度地发挥其工作效率。但是早期的抗干扰方法和现代的电磁兼容技术在控制电磁干扰策略思想上有着本质的差别。
单纯的抗干扰方法在抑制干扰的思想方法上比较简单，或者认识比较肤浅，主要的思路集中在怎样设法抑制干扰的传播上，因此工程技术人员处于极为被动的地位，那里有干扰就在哪里就事论事的给予解决，当然经验丰富的工程师也会采取预防措施，但这仅仅是根据经验局部的应用，解决问题的方法也是单纯的对抗式的措施。
电磁兼容技术在控制干扰的策略上采取了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。人类在征服大自然各种灾难性危害中，总结出的预防和救治、对抗和疏导等一系列策略，在控制电磁危害中同样是极其有效的思维方法。
首先电磁兼容性控制是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。科学而先进的电磁兼容工程管理是有效控制技术的重要组成部分。
在控制方法，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法以外，还可以采取回避和疏导的技术处理，如空间方位分离、频率划分与回避、滤波、吸收和旁路等等，有时这些回避和疏导技术简单而巧妙，可以代替成本费用昂贵而质量体积较大的硬件措施，收到事半功倍的效果。他们是精明的工程师们经常采用的控制方法。
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电磁干扰的危客与电磁兼容技术
吉林省辽源市第五中学田 雨唐生亮于海英
【摘要】随着电子设备的广泛应用，电磁干扰问题逐渐得到关注。本文分析了电磁干扰可能对电子设备的影响和对人的身体健康构 成的威胁。并简单介绍了电磁兼容的发展过程、主要研究内容和应用方向。 【关键词】电磁干扰；电磁兼容技术；电磁兼容标准；电磁屏蔽；滤波
１．引言
自上世纪中期开始，电子技术迅速兴起并得到了高速发展。
在各种新型电子设备不断给人类社会带来改变的同时，也带来了
很多新兴的社会问题和环境问题，而电子设备的电磁干扰问题就
是众多问题中的一个。现在，电子设备不仅应用于电器、电力电
子、医学等传统行业，更广泛应用于航空航天、通信、计算机等
新兴行业。随着集成电路的高速迭代，电子技术也向高频、高能
量密度的方向发展，更使电磁环境更加恶劣Ⅲ。
本文首先分析了电磁干扰对电子设备和人体健康带来危害
的严重性；回顾了电磁兼容技术的兴起与发展以及电磁兼容标
准的制订；并分别从电磁屏蔽、电磁吸收、滤波和接地几个方
面，简单介绍了电磁兼容技术。
２．电磁干扰的危害
目前，各种各样的电子设备已经融入现代生活的各个领
域，成为人们生活不可侵害的一部分。但与此同时，电磁干扰
的问题也日益突出，影响着电子设备的稳定工作，甚至是人们
的身心健康 Ｊ。
２．１电磁干扰对电子设备的危害 电磁干扰一般可以分为自然干扰和人为干扰，其中自然
干扰主要由各种自然现象所造成，而人为干扰则是由于人工装
置所产生。自然干扰的主要原因包含：大气层的天电噪声、地
球外层空间的宇宙噪声、沉积静电噪声及热噪声。人为干扰源
又可以分为功能性干扰和非功能性干扰。功能性干扰指的是有
一定功能的电子设备（如雷达、电视、通信设备等）在工作时，
产生的电磁能量对其他设备造成影响；非功能性干扰指电子设
备在实现自身特定功能时，伴随发出的副作用而形成的电磁干
