大力开展我国电磁兼容技术在科研工作及若干建议

本文介绍了国际上关于环境电磁学及 电磁兼容技术的一些科研进展情况，描述了电磁兼容的动态，最后并提出了若干建议。     

基于场路仿真的PCIe电磁干扰分析及优化设计

采用电磁仿真技术,提前评估PCB的电磁兼容设计是否合理,当对PCB进行电磁兼容测试时,减少其电磁干扰不满足GMW 3097标准的情况出现。首先对PCB进行3D电磁场仿真,再与高速串行计算机扩展总线标准模块内芯片的通用模拟电路仿真模型的电路仿真动态链接,进行场路协同仿真。实验验证表明,该仿真方法的精度在6 dBμV之内,满足PCB加工工艺的误差和实验测试的不确定度,符合仿真精度要求。通过该仿真方法评估PCB的电磁干扰强度以及优化PCB的设计,将高速串行计算机扩展总线标准模块上的33Ω电阻替换为磁珠后,该PCB在1.6 GHz处的电磁干扰强度降低了13.4 dB。根据CISPR 25标准规定的1-m法进行测试,PCB的电磁干扰变为-3.4 dBμV,低于GMW 3097标准要求,从而验证了该措施的有效性。     

高功率微波与等离子体相互作用理论和数值研究

研究高功率微波与等离子体的相互作用,对于微波放电和电磁兼容研究均具有重要意义.基于波动方程、等离子体的流体力学方程以及波尔兹曼方程,建立高功率微波脉冲与等离子体相互作用的理论模型,并结合等离子体的特征参数,采用时域有限差分方法分析了等离子体电子密度和高功率微波传输特性的变化.结果表明,由于高功率微波的电子加热作用,等离子体中的非线性效应明显,发生击穿使得等离子体电子密度增大,从而导致微波的反射增强,透过率降低.所提出的模型和相关结果对于高功率微波和电磁脉冲防护具有指导意义.     

X86军用平板电脑电磁兼容性设计

X86平板电脑是军用移动信息系统的重要组成部分,具有性能高、兼容性强等优点,电磁兼容性是设备的关键指标。为满足X86平板电脑在环境恶劣的野战条件下的使用需求,需要对其进行针对性的电磁兼容性设计。通过分析X86平板电脑电磁干扰源,提出电磁兼容设计方法,包括屏蔽、滤波和PCB板设计等,重点是显示屏蔽和通信滤波设计。经试验分析,采取以上措施的X86平板电脑的电磁兼容性设计,能够满足国军标相关电磁兼容性要求。     

舰载设备电磁兼容性设计分析

舰载设备电磁兼容设计目的是在保证设备功能完整、设备性能可靠性的基础上，用较少的成本保证设备不受外界电磁干扰影响（敏感度），也不对其他设备产生辐射影响（辐射发射），降低舰船外部威胁，维护舰船作战性能。     

方舱电磁兼容技术研究与应用

方舱在集成测发控系统时对环境与分系统之间电磁兼容提出了新的要求,这包含有：环境测发控场地对于系统之间、分系统之间、分系统对系统之间的影响因素。而其中环境测发控的场地对于系统的电磁兼容影响较大,这涉及场地众多设备：有推进剂加注系统、测量系统、动力系统、指挥监视系统、安全控制系统设备等等,为此当在系统集成设计阶段就必须进行深入研究与防范,把超越系统的电磁兼容影响做深入研究分析,采取应用多种电磁兼容相关技术与手段,对主要影响进行有效抑制与降低,使得方舱结构在集成测发控系统时电磁兼容始终处于有效的抑制与控制。解决了方舱结构系统集成的测发控系统带来电磁兼容问题,为新型运载火箭提供了方舱结构测发控系统。该项技术在长征六号运载火箭首飞过程中得到了成功应用。     

电动汽车充电设施现场电磁兼容特性及防护技术研究

随着电动汽车快速发展,电动汽车充电设施的市场规模及需求日益扩大,充电设施的安全可靠性越来越受到重视。可靠的电磁兼容性能是电动汽车充电设施现场安全可靠运行的必备条件,研究充电设施现场电磁兼容特性及防护技术,做好充电设施现场电磁兼容防护,保证充电设施的安全可靠性,对推动电动汽车发展具有重要意义。根据电动汽车充电设施现行电磁兼容标准,研究充电设施现场电磁兼容测试方法,选择典型充电站进行现场测试,分析充电设施现场电磁干扰特性,并提出电磁干扰抑制与防护措施。充电机产生的谐波干扰是现场主要的电磁兼容问题,采用集中治理与分散治理相结合的方式或者选用具备APFC功能的充电机,能有效解决现场谐波干扰问题。在充电设施开发建设过程中,充分重视充电设施的电磁干扰抑制与防护,提高充电设施电磁兼容性能,是充电设施安全运行的根本保证。     

基于随机耦合模型的系统级电磁环境效应分析

通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研究,实验测量结果与理论分析结果非常一致;针对RCM的应用进行了初步分析,验证了随机耦合模型在复杂电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。结果证明此方法尤其适用于大型的具有非平行面封装腔体电子设备的电磁兼容、效应及评估等研究。     

PO-TDIE混合方法在天线电磁兼容问题中的应用

应用物理光学-时域积分方程(PO-TDIE)混合方法对电大尺寸平台天线电磁兼容问题进行分析.详细推导PO-TDIE混合方法的一般表达式,并给出计算复杂度.数值算例表明,方法提高了传统时间递推方法(MOT)的计算效率,能够有效应用于电磁兼容分析中.     

雷达用超导接收前端电磁兼容设计

超导接收前端与常规接收前端相比有着极低的噪声系数和极高的带外干扰抑制能力,可应用于通讯和雷达领域接收机抗带外频率干扰。分析了某型雷达用超导接收前端系统的电磁兼容设计方法,结合工程实际,对电磁兼容设计方法在超导接收前端系统中的应用进行了详细论述。     

Absolute photon energy calibration for the BESIH EMC

The absolute energy calibration with photons from π~0's for the BESIII EMC is discussed. Using 3 million hadronic events, the preliminary results are presented. Precision of about 1% in the photon energy measurement is obtained from crossing check using photons in ψ(2S) →γχ_(c1,2)(1.P).     

大功率TEA CO2激光系统的电磁兼容设计

大功率TEA CO2激光系统工作时产生的强电磁干扰主要来源于激光主放电回路、脉冲火花开关和电源。这种强电磁脉冲干扰对激光系统内部及相关外部设备的电子系统具有很大的干扰和破坏作用。对大功率TEA CO2激光系统的电磁干扰进行了分析计算,在此基础上对大功率TEA CO2激光系统进行了EMC设计。硬件设计手段分别采用了对电磁干扰源和控制子系统进行屏蔽、系统合理布局与布线、滤波隔离,软件采用了数据冗余纠错、冗余化操作和数据鉴别等抑噪和纠错技术,有效地抑制了干扰电磁波在系统内外的传播,解决了大功率TEA CO2激光系统EMC问题。结果表明,对电磁干扰源和控制子系统进行屏蔽,系统合理布局与布线、滤波隔离等措施,是抑制电磁干扰,保证激光控制子系统硬件不受损坏的主要手段。软件抗干扰,是硬件抑制电磁干扰措施的补充和延伸,能使激光系统具有很高的可靠性。     

HIRFL-CSRm内靶实验终端CsI(Tl)电磁量能器性能模拟

基于GEANT4模拟了HIRFL CSRm内靶实验终端的CsI(Tl)电磁量能器系统,给出了CsI电磁量能器的最佳设计参数及可能达到的性能.结果表明,设计的CsI(Tl)电磁量能器系统能够满足所研究的物理要求. Based on the GEANT4, the performance of the electromagnetic calorimeter (EMC) of the internal-target detector at HIRFL-CSRm is simulated. The simulation results show that 1.5%—3% of the energy resolution σ_E/E and 2° of the polar angular resolution σ_θ can be obtained. The invariant mass of the π~0 decay can be reconstructed well. The performance can meet the requirement of studying the proposed physics at HIRFL-CSRm.     

机载多天线系统电磁兼容性研究

为了在有限计算机资源条件下快速解决机载平台中多天线系统的电磁兼容(EMC)问题,基于电场积分方程(EFIE),实现自动分层的多层快速多极子方法(MLFMA).针对天线问的近场耦合特性,采用任意天线间的隔离度代替传统隔离度,使得隔离度计算结果更加合理.同时采用BiCGStab(l)结合近场预条件方法进行求解,进一步提高MLFMA的综合效率.最后实例计算并分析波音747飞机模型上多根超短波天线的辐射方向图和宽频带内天线间的隔离度.数值结果表明方法准确有效.     

Analysis of waveguides containing EMCs (electromagnetic conductors) or PEMCs (perfect electromagnetic conductors)

The concept of a perfect electromagnetic conductor (PEMC) was introduced to generalize and unify two well-known and apparently disjoint concepts in electromagnetics: the perfect electric conductor (PEC) and the perfect magnetic conductor (PMC). Although the PEMC has proven a fertile tool in electromagnetic analyses dealing with new and complex boundaries, its corresponding definition as a medium has, nevertheless, raised several problems. In fact, according to its initial 3D definition, the PEMC cannot be considered a unique and well-defined medium: it leads to extraneous fields without physical meaning. By using a previously published generalization of a PEMC that regards this concept both as a boundary and as a medium – which was dubbed an MIM (Minkowskian isotropic medium) and acts, in practice, as an actual electromagnetic conductor (EMC) – it is herein presented a straightforward analysis of waveguides containing PEMCs that readily and systematically follows from the general framework of waveguides containing EMCs.     

干涉成像光谱仪的EMC特性分析

进行了干涉成像光谱仪的EMC试验,说明干涉成像光谱仪基本满足EMC试验大纲要求, 除其中个别项目如CE102电源线传导发射、RE102电场辐射发射部分频点超标外,大纲规定的其它试验项目都合格.采取滤波、隔离等措施后,CE102、RE102也合格,表明干涉成像光谱仪可以在其工作的电磁环境中按设计要求运行,并且不对该环境中其它设备构成不能承受的电磁干扰.     

Energy loss correction for a crystal calorimeter

Material effect of inner-detectors on the performances of the BESⅢ Electromagnetic Calorimeter (EMC)is investigated.The BESⅢ Time-Of-Flight counters(TOF)have been utilized to improve the energy resolution and detection efficiency for photons after a careful energy calibration.A matching algorithm between TOF and EMC energy deposits is developed,and the effects of beam-related background are discussed.The energy resolution is improved and the photon detection efficiency can be increased by the combined measurement of EMC and TOF detectors.