电磁辐射预测方法有哪些

2025-02-26 16:20:40

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回答1：

　电磁辐射污染的控制
　　（一）电磁辐射的主要防护措施
　　为了减小电子设备的电磁泄漏，必须从产品设计、屏蔽与吸收等角度人手，采取治本与治表相结合的方案，防止电磁辐射的污染与危害。
　　制定防护技术措施的基本原理有以下几个方面：
　　1．加强电磁兼容性设计审查与管理
　　纵观中外，无论是工厂企业的射频应用设备，还是广播、通信、气象、国防等领域内的射频发射装置，其电磁泄漏与辐射，除技术上的原因外，主要问题就是设计与管理方面的责任。因此，加强电磁兼容性管理是极为重要的一环。
　　2．认真做好模拟预测与危害分析
　　无论是电子、电气设备，还是发射装置，在产品出厂前，均应进行电磁辐射与泄漏
　　状态的预测与分析，实施国家强制性产品认证制度。大、中型系统投入使用前，还应当
　　对周围环境电磁场分布进行模拟预测，以便对污染危害进行分析。
　　3．合理设计设备
　　1)提高槽路的滤波度
　　滤波度不好的设备，不仅造成很强的谐波辐射，产生串频现象，影响设备的正常工作，而且也会带来过大的能量损失。因此，在进行设备的槽路设计时，必须精确计算，采取妥善的技术措施，努力提高其滤波度，达到抑制谐波的目的。
　　2)元件与布线要合理
　　元件与布线不合理，比如高、低频布线混杂在一起，元件距离机壳过近等，均是造成电磁辐射与泄漏的原因之一。因此，在进行线路设计时，元件与布线必须合理。例如，元件与布线均应高、低频分开，条件允许时宜在高、低频中间实行屏蔽。
　　目前，在布线上多采用垂直交叉布线或高、低频线路远距离布设并采用屏蔽等技术方案，效果良好。
　　3)屏蔽体的结构设计要合理
　　一般要求设备的屏蔽壳设计要合理，比如机壳的边框不能采用直角过渡，而应当采用小圆弧过渡。各屏蔽部件之间尽量采用焊接，特殊情况下采用螺钉固定连接时，应当在两屏蔽材料之间垫入弹片后再拧紧，以保证它们之间的电气性能良好。
　　4．实行屏蔽
　　由于设备的屏蔽不够完善，例如以往的设备，有些屏蔽体不是良导体，或者缺乏良好的电气接触；有些设备的结构不严密，缝隙过大；有些设备的面板为非屏蔽材料，因而造成漏场强度很大，有时出现局部发热或喷火现象。由于屏蔽体的结构设计不合理，有部分设备主要辐射单元的屏蔽壳采用了棱角突出的设计，容易引起尖端辐射。如某广播发射机面板处电磁场强度均为30V/m，而其机箱框边为直角，没有小圆弧过渡，结果场强高达50V/m。所以正确、合理的屏蔽，是防止电子、电气设备的电磁辐射与泄漏，实现电磁兼容的基本手段与关键。
　　5．射频接地
　　射频防护接地情况的好坏，直接关系到防护效果的好坏。随着频率的升高，地线要求就不太严格，微波频率甚至不需要接地。射频接地的作用原理，就是将在屏蔽体（或屏蔽部件）内由于感应生成的射频电流迅速导人大地，以便使屏蔽体（或屏蔽部件）本身不再成为射频的二次辐射源，从而保证屏蔽作用的高效率。必须强调的是，射频屏蔽要妥善进行接地，二者构成一个统一体。射频接地与普通的电气设备保护接地极不相同，二者不能互相替代。
　　6．吸收防护
　　吸收防护是将根据匹配原理与谐振原理制造的吸收材料，置于电磁场之中，可以把吸收到的波能转化为热能或其他能量，从而达到防护目的。采用吸收材料对高频段的电磁辐射，特别是微波辐射与泄漏抑制，效果良好。吸收材料多用于设备与系统的参数测试。防止设备通过缝隙、孔洞泄漏能量，也可用于个人防护。
　　7．采用机械化与自动化作业，实行距离防护
　　从理论上分析，感应电磁场与距离的平方成反比，辐射电磁场与距离成反比。因此可知，屏蔽间距愈大，电磁场强度的衰减幅度愈大。所以，加大作业距离可提高屏蔽效果。
　　8．滤波
　　即使系统已经有合适的设计和安排，并考虑了恰当的屏蔽和接地，但仍然有泄漏的能量进入系统，使其性能恶化或引起故障。滤波器可以限制外来电流数值或把电流封闭在很小的结构范围内，从而把不希望传导的能量降低到系统能圆满工作的水平。确定设备滤波要求（或屏蔽、接地要求）的原始依据，是设计人员所采用的正式或非正式的技术规范。关键设备引线上允许的干扰电平必须在设计初期就加以规定，以使电路设计人员知道它们的分机所必须满足的条件。因此应在功能试验阶段和其他阶段连续确定它们是否能符合这些技术规范的要求。然而，当必须采用滤波器的时候。应该注意避免由于各个设计组之间的不协调所引起的重复滤波。
　　9．正确使用设备
　　当设备投入使用前，必须结合工艺与加工负载，正确调整各项电气参数，最大限度地保证设备的输出匹配，使设备处于优良的工作条件下。同时，还要加强对设备的维护与保养。例如，l0kW的高频设备，其阳极电流调整到0.8～1.5A之间，栅极反馈电流调整到150～300mA之间，属于正常范围。但在使用上，往往阳极电流大而栅极电流小，这表明了振荡部分本身的耗散功率高，从而使得加热效率很差。因此，为达到最佳的工作状态，即理想的匹配与耦合状态，要求调整阳极电流到谷点，栅极电流到峰点。但要注意工作频率不可过低或过高。若过高，则高频辐射所造成的散射功率过多；若过低，则涡流减小，加热效果差。
　　10．加强个人防护
　　增强自我保护意识，加强自我防护。减轻电磁波污染的危害，有许多易于操作的措施，总的原则有两个：其一，尽量增大人体与发射源的距离；其二，由于工作需要不能远离电磁波发射源的，必须采取屏蔽防护的办法。因为电磁波对人体的影响，与发射功率大小、发射源的距离紧密相关，它的危害程度与发射功率成正比，与距离的平方成反比。以移动电话为例，虽然其发射功率只有几瓦，但由于其发射天线距人的头部很近，其实际受到的辐射强度，相当于距离几十米处的一座几百千瓦的广播电台发射天线的辐射强度。好在人们使用的时间很短，一时还不会表现出明显的危害症状，但使用时间一长，辐射引起的症状将会逐渐暴露。有鉴于此，在平时工作和日常生活中，应自觉采取措施，减少电磁波的危害。如在机房等电磁场强度较大的场所工作的人员，应特别注意工作期间休息，适当到远离电磁场的室外活动；家用电器不宜集中放置；观看电视的距离应保持在2～5m，并注意开窗通风；微波炉、电冰箱不宜靠近使用；青少年尽量少玩电子游戏机；电热毯预热后应切断电源；儿童与孕妇不要使用电热毯；平时应多吃新鲜蔬菜与水果，以增强肌体抵御电磁波污染的能力；积极采用个体防护装备。
　　11．加强城市规划与管理，实行区域控制
　　根据日本及其他国家的实践，应当强调工、科、医设备的布局要合理，凡是射频设备集中使用的单位，应划定一个确定的范围，给出有效的保护半径，其他无关建筑与居民住宅应在此范围之外建造。大功率的发射设备则应当建在非居民区和居民活动场所之外的地点，实行区域控制和距离防护。全市应划分干净区、轻度污染区与严重污染区，确定重点，逐步加以改造与治理。进一步加强对无线电发射装置的管理，对电台、电视台、雷达站等的布局及新设台址的选择问题，必须严格执行我国制定的《关于划分大、中城市无线电收发信区域和选择电台场址暂行规定》。新建电台不宜建筑在高层建筑物的顶部。只有合理的布局，妥善治理，加强城市规划与管理，努力实现电磁兼容，才是搞好电磁防治的关键。
　　（二）高频设备的电磁辐射防护
　　高频设备的电磁辐射防护的频率范围一般是指0. 1～300MHz，其防护技术有电磁屏蔽、接地技术及滤波等。
　　1．电磁屏蔽
　　1)电磁屏蔽的机理
　　电磁屏蔽主要利用了电磁感应原理。在外界交变电磁场下，通过电磁感应，屏蔽壳体内产生感应电流，而这电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场，从而抵消了外界电磁场，达到屏蔽效果。在抗干扰辐射危害方面，屏蔽是最好的措施。通俗地讲，电磁屏蔽就是利用某种材料制成一个封闭的物体，这个封闭的物体有两重作用，它既可使封闭体的内部不受外部的电磁场的影响，同时封闭体的外部区域也不受其内部的电磁场的影响。
　　电磁干扰过程必须具备三要素：电磁干扰源、电磁敏感设备、传播途径，三者缺一不可。采用屏蔽措施，一方面可抑制屏蔽室内电磁波外泄，抑制电磁干扰源；另一方面也可防止外部电磁波进入室内。电磁屏蔽一般可以分成三种：第一种是对静电场（包括变化很慢的交变电场）的屏蔽，这种屏蔽现象实际上是由于屏蔽物的导体表面的电荷，在外界电场的作用下重新分布，直到屏蔽物的内部电场均为零时才能停止，如高压带电作业工人所穿的带电作业服；第二种屏蔽是对静磁场（包括变化很慢的交变磁场）的屏蔽，它同静电屏蔽相似，也是通过一个封闭物体实现屏蔽，它与静电屏蔽不同的是，它使用的材料不是铜网，而是磁性材料，有防磁功能的手表，就是基于这一原理制造的；第三种屏蔽是对高频、微波电磁场的屏蔽，如果电磁波的频率达到百万赫兹以上，这种频率的电磁波射向导体壳时，就像光波射向镜面一样被反射回来，同时也有一小部分电磁波能量被消耗掉，也就是说电磁波很难穿过屏蔽的封闭体。另外，屏蔽体内部的电磁波也很难穿出去。
　　屏蔽室按其结构可以分成两类：第一类是板型屏蔽室，是由若干块金属薄板制成，对于毫米波段，只能采用这类屏蔽室；第二类是网型屏蔽室，是由若干块金属网或板拉网等嵌在金属骨架上构成。在制作中，有的是按装配方法，也有按焊接的方法。

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