电磁辐射选频分析仪精选(九篇)

第1篇：电磁辐射选频分析仪范文

关键词：输电线路；工频电磁场；环境保护

中图分类号：TM726 文献标识码：A

架空输电线路是城市中最为常见的电力传输方式之一，但随着群众环境保护意识的增强，涉及架空输电线路的电磁辐射投诉事件也越来越多，加之架空输电电路对城市景观环境也产生不良影响，在《城市电力规划规范》（GB50293-1999）中也有相应规定“在市中心地区、高层建筑群区、市区主干道、繁华街道等新建35kV以上电力线路，应采用地下电缆”，因此比较在相同工况下架空输电线路和地埋式输电线路的工频电磁场大小，分析其对电磁环境的影响程度，将电力建设部门做好电磁辐射环境保护工作具有积极的指导意义。

1 监测对象的选取

城市中最常见的高压输电线路的电压等级一般为110kV，因此选取某市一条已运行的110kV输电线路为监测对象，该线路采用LGJ-240/40导线，全长30km，其中28km采用架空方式，进入市区的2km部分采用地埋式。架空线路主导杆型为φ300钢筋混凝土等径杆，呼称高为15m；地埋线路为2.0m×2.1m钢筋混凝土电缆隧道，钢筋混凝土厚度为200mm。该线路运行工况为116kV、170A，温度21℃、湿度20%。

2 监测仪器及方法

监测仪器

使用意大利PMM8053B电磁辐射分析仪，配EHP-50C探头，频率响应范围5Hz～100kHz，量程0.01V/m～ 100kV/m，测量精度为0.05V/m；按照《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）和《交流输变电工程电磁环境监测方法》（试行）（HJ681―2013）进行监测。

3 监测因子及布点

监测因子为工频电场、工频磁场（磁感应强度），监测架空线路时，自两杆中央导线弧垂对地投影点起，至10m止的垂直断面上间隔2m布设1个点，共6个点位；监测地埋线路时，自电缆隧道正上方地面中心线起，至10m止的垂直断面上间隔2m布设1个点，共6个点位。以上监测，仪器探头与地面距离均为1.5m。

4 监测结果及分析

4.1 监测结果

分别对架空线路和地埋线路进行工频电磁场监测，监测结果见表1和表2。

4.2 对比分析

从监测结果来看，在0～10m的距离范围内，架空输电线路内产生的工频电场为“792.7～890”V・m-1，处在“百位”量级，而地埋输电线路产生的工频电场为“0.67～0.91”V・m-1，小于“个位”量级，如图1所示。相同工况下，地埋输电线路的工频电场减小为架空输电线路的0.85‰～1.03‰，可见电缆隧道采用钢筋混凝土结构，对工频电场具有良好的屏蔽作用。

架空输电线路内产生的磁感应强度为“0.060～0.091”μT，而地埋输电线路产生的工频电场为“0.013～0.023”μT，如图2所示。相同工况下，地埋输电线路的磁感应强度减小为架空输电线路的21.7%～30.8%。

结语

通过实例分析，在相同工况下，地埋式输电线路相比架空输电线路产生的工频电磁场大大减小，其对城市电磁环境的影响程度最低，因此从电磁辐射环境保护角度出发，今后在城市中心地区、高层建筑群区、市区主干道、繁华街道等新建110kV输电线路时，宜优先采用地埋方式建设。

参考文献

[1]GB50293-1999，城市电力规划规范[S].

第2篇：电磁辐射选频分析仪范文

【关键词】电磁辐射污染；环境评价；监督；管理

跨入21世纪人类在享受电磁技术带来现代化生活的同时，也受到电磁辐射产生威胁和危害。电磁辐射无处不在与我们“形影相随”，当它的能量超过一定限度造成污染，而电磁污染是一种不易被人感知且危害置后的能量流。如何评价和判定电磁污染，进而防范和控制其不良影响和危害，正是本文主要讨论的内容。

1 电磁污染的主要危害

在电子电路中任何交变电路都会向其周围空间放射电磁能，形成交变电磁场。交变电磁场中，变化的电磁场与磁场交替地产生，由近及远以一定的速度在空间传播，形成电磁波。在电磁波向外传播的过程中会有电磁能输送出去，这种现象称为电磁辐射[1]。电磁辐射分为天然和人为电磁辐射两类。人类在进化过程中，已适应天然电磁辐射，因此，环境保护所关注的电磁辐射主要是人为的电磁辐射。有指人类活动所产生脉冲放电、工频交变磁场、射频电磁的辐射[2]，主要来源无线电广播、电视、微波通信、电力、铁路、民航指挥塔及飞机等各种射频设备发射的电磁波。频率范围宽广，影响区域较大，能危害近场区的人员。

1.1 电磁辐射对信号接收的干扰

射频强电磁辐射，可以造成通信信息失误或中断；铁路自控信号失误；飞机飞行误航；甚至造成导弹与人造卫星失控，电磁辐射会对有线通信设备产生干扰。

1.2 强电系统对弱电系统的干扰和危险影响

对广播、电视、通信系统构成极大的威胁，使图像、信号失真；使电子仪器、精密仪器不能正常工作。

1.3 空间电磁场对人体健康的影响

表现在损害中枢神经系统，头部长期受电磁辐射影响后，轻则引起失眠多梦、头痛头昏、疲劳无力、记忆力减退、易怒、抑郁等神经衰弱症，重则使大脑皮细胞活动能力减弱，并造成脑损伤；非热效应能减少眼部血流量，引发视觉障碍，导致视觉疲劳和不舒适；长期接触低强度微波的人和同龄正常人相比，体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白降低，使体液与细胞免疫能力下降。

2 电磁辐射环境评价标准和卫生标准

2.1 我国目前已颁布的电磁环境评价的标准

主要有《高压架空送电线、变电站无线电干扰测量方法》GB 7349-2002；《电磁辐射防护规定》GB 8702-88；《辐射环境保护管理导则》HJ/T 10.2-1996；《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》HJ/T 24-1998。

2.2 我国电磁辐射卫生标准及防护规定

2.2.1 《环境电磁波卫生标准》（GB 9175─88）

以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈值为界，将环境电磁波容许辐射强度标准分为二级。

一级标准小于5V/m为安全区，在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，不会受到任何有害影响。

二级标准为中间区，在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群可能引起潜在性不良反应；在此区内可建造工厂和机关，但不许建造居民住宅、学较、医院和疗养院等，已建造的必须采取适当的防护措施。

超过二级标准（12V/m）地区，对人体可带来有害影响；在此区内可作绿化或种植农作物，但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施，已有这些建筑应采取措施。

2.2.2 《电磁辐射防护规定》

国际非电离协会为了对公众有着良好的保护，比吸收率（SAR）取0.08w/kg剂量值制定国际标准。我国的《电磁辐射防护规定》标准进一步严格，规定在一天24h内，任意连续6min按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02w/kg，相应于频率30M-3000MHz段电场强度限值为12V/m，为了更进一步加强管理，我国设定了普通项目环境影响评价管理值为5.4V/m，对应卫生标准中的一级标准为5V/m。

3 电磁污染源调查与环境监测

3.1 调查目的

为了快速开展治理工作，切实保护环境，造福人类，对电磁污染进行调查研究，有利于找准污染源和电磁污染分布规律，为评价和污染防治提供依据。

3.2 调查内容及程序

电磁辐射对生物体作用与场强、频率、作用时间与作用周期、与辐射源的间距、振荡性质、作业现场环境温度和湿度等因素有关。电磁场的生物效应随频率的加大而递增，危害程度微波>超短波>短波>长波；脉冲波>连续波[3]。所以首先调查主要射频设备的分布使用情况、发射频率范围和额定功率，周围现场环境、人口分布等情况；再进行布点与监测，电磁污染源产生的场可分为近场和远场，衡量场的大小用电场强度E和磁场强度H。在近场区（与源的距离小于波长的约1/6），E与H之间无固定关系，必须分别加以考虑；当与源的距离大于波长的约1/6的远场区域，E与H的比值波阻抗为定值，测量了电场，就可以得到磁场数据，每个测量部位应有五次读数可求出平均场强值；根据各操作位置的电场强度、磁场强度和功率密度按《电磁辐射防护规定》标准进行比较、评价，并绘制辐射图；进行综合分析后得出结论。

3.3 电磁辐射环境监测的主要任务是：

（1）对环境中电磁辐射水平进行监测；

（2）对污染源进行监督性监测；

（3）为征收排污费或处理电磁辐射污染环境案件提供监测数据；

（4）为编制电磁辐射环境影响报告书（表）和编写环境质量报告书提供有关监测资料，进行有关电磁辐射环境保护的监测；

（5）对环境保护设施竣工验收的各环境保护设施进行监测。

3.4 电磁污染源监测方法

监测方法：根据不同目的，为调查辐射源周围环境电磁波辐射强度，及其分布规律，常以辐射源为中心，在不同方位取点的方式进行测量，简称点测；为全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。还有近区场强的测量和远区场强的测量。

测量仪器：可使用各向同性响应或有方向性电场探头或磁场探头的宽带辐射测量仪。近区场强仪、超高频近区场强测量仪、远场仪与干扰仪、微波漏能测试仪。

测量位置：辐射体附近的固定哨位值班位置及各辅助设施（计算机房、供电室等）作业人员经常操作的位置，测量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m三个部位。

测量时间：在电磁污染源正常工作时间内进行测量，每个测点连续测5次，每次测量时间不应小于15s，并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时，应适当延长测量时间等。

环境条件：应符合行业标准和仪器标准中规定的使用条件。测量记录表应注明环境温度、相对湿度。

4 环境电磁污染的监督管理

任何单位和个人在从事电磁辐射的活动时，严格执行《中华人民共和国环境保护法》、《电磁辐射环境保护管理办法》、《电磁辐射防护规定》等相关的法规，电磁发射设备必须严格按照国家无线电管理委员会批准的频率范围和额定功率运行；设备和屏蔽体的结构的合理设计，元件与布线要合理；实行电磁屏蔽、接地等技术衰减源辐射或泄漏；制定防护措施，认真做好预测和测量并根据相关标准的限值确定电磁辐射危害区域，实行防护墙的设置距离应使墙外的电磁辐射被衰减到安全值；在可能产生危害的地方，应确保辐射危险警告标志的设置和使用；不仅需要设置永久性标志，而且在雷达辐射时还应该在某些区域，设置临时性禁止通行的标志；接受环境保护部门对其电磁辐射环境保护工作的监督管理和检查，做好各项电磁辐射活动污染环境的防治工作。

除加强对现有电磁辐射污染源的管理外，对新建、扩建的电磁设备严格按环境管理程序进行申报、登记、环境评价和验收。从事电磁辐射活动的单位和个人，必须对电磁辐射活动可能造成的环境影响进行评价，编制环境影响报告书（表），并按规定的程序报相应环境保护行政主管部门审批[4]。电磁辐射建设项目和设备环境影响报告书（表）确定需要配套建设的防治电磁辐射污染环境的保护设施，必须严格执行环境保护设施“三同时”制度。

5 结论和建议

管理部门加强电磁兼容性设计审查与管理，认真做好危害预测与分析；对本地区的新建电磁辐射设施的选址应合理规划、科学布局；对产生电磁辐射设备尽量避开人口稠密的区域；对于那些不得不安装在城区的设备，应当采取有效的防护措施避免电磁辐射污染的产生。

加强立法和执法监督，建立和健全电磁辐射建设项目的环境影响评价和审批制度。重点抓好城市市区和市郊的卫星地面站、移动通信、集群专业网通信、发射台站的审批验收工作和监督工作。

加强电磁辐射污染的环境监测工作。地市级辐射监测站对城市居住区进行重点监测和污染源普查，为电磁辐射污染的防治处理工作提供方向。

广泛开展宣传教育，大力普及电磁辐射对环境污染及危害的知识，让社会参与监督，调动各相关部门的积极性，控制和减少环境电磁辐射污染和突发事件产生。

【参考文献】

[1]李雅轩，袁秀英，刘南平.电磁辐射对人体的危害及预防[J].工业安全与环保，2003，29（9）：22-24.

[2]王剑，陈强，杨起俊.电磁辐射污染及防治[J].山东环境，2000（1）：42.

第3篇：电磁辐射选频分析仪范文

关键词：自动气象站，电磁干扰，测量，电磁兼容

引言：自动气象站需要安装在野外环境下，受自然条件影响比较严重，电子系统抗干扰性能的优劣直接影响到系统工作的可靠性与安全性。在自动气象站电子系统中，主要干扰来源是从电源和接地系统以及I/O口通过的干扰。本文主要讨论自动气象站电磁干扰的测量及电磁兼容策略。

1.电磁干扰的测量

测量自动气象站的电磁干扰，最合适的仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器，它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点，它能够精确测量各个频率上的干扰强度。对于电磁干扰问题的分析而言，频谱分析仪是比示波器更有用的仪器。而用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量，它的原理图如图1所示。

频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。根据这个频谱，就能够知道被测设备是否有超过标准规定的干扰发射，或产生干扰的信号频率是多少。

在解决自动气象站电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的来源，只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源是最简单的方法，因为在信号的所有特征中，频率特征是最稳定的，并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此，只要知道了干扰信号的频率，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。对于电磁干扰信号，由于其幅度往往远小于正常工作信号，因此用示波器很难测量到干扰信号的频率。特别是当较小的干扰信号叠加在较大的工作信号上时，示波器无法与干扰信号同步，因此不可能得到准确的干扰信号频率。

而用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。

判断自动气象站干扰信号的带宽也是判断干扰源的有效方法。例如，在一个宽带源的发射中可能存在一个单个高强度信号，如果能够判断这个高强度信号是窄带信号，则它不可能是从宽带发射源产生的。干扰源可能是电源中的振荡器，或工作不稳定的电路，或谐振电路。当在仪器的通频带中只有一根谱线时，就可以断定这个信号是窄带信号。

2.自动气象站电磁兼容方案

通过对于自动气象站的电磁干扰的测量及量化可知，自动气象站的主要干扰来源是从电源和接地系统以及I/O口通过的干扰。出于成本及可操作性的考虑，这里我们着重讨论电磁屏蔽和干扰抑制滤波两种技术。

2.1电磁屏蔽技术

电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法。

屏蔽一般分为两种类型：一类是静电屏蔽，主要用于防治静电场和恒定磁场的影响，另一类是电磁屏蔽，主要用于防止交变电场、交变磁场以及交变电磁场的影响。静电屏蔽应具有两个基本要点，即完善的屏蔽体和良好的接地。电磁屏蔽不但要求有良好的接地，而且要求屏蔽体具有良好的导电连续性，对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构，即导电的连续性。机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。

解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料，它能够保持缝隙处的导电连续性。常见的电磁密封衬垫有导电橡胶、双重导电橡胶、金属编织网套、螺旋管衬垫、定向金属导电橡胶等。屏蔽机箱上绝不允许有导线直接穿过。当导线必须穿过机箱时（如数据采集器），一定要使用适当的滤波器，或对导线进行适当的屏蔽。

2.2干扰抑制滤波技术

滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰，为实现这两大功能而设计的网络都称为滤波器。通常按功用可把滤波器分为信号选择滤波器和电磁干扰（EMI）滤波器两大类。

信号选择滤波器是以有效去除不需要的信号分量，同时是对被选择信号的幅度相位影响最小的滤波器。

电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器。电磁干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等几类。

线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线，由于导线的存在，往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时，这些导线又能接受外部的电磁干扰，使电路对干扰很敏感。在导线上使用信号滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。信号滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少，由于高频信号的辐射效率较高，这个高频成分的减少，线路板的辐射将大大改善。

电源线是电磁干扰传入设备和传出设备主要途径。通过电源线，电网上的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作。同样，设备的干扰也可以通过电源线传到电网上，对网上其它设备造成干扰。为了防止这两种情况的发生，必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器，这个滤波器只容许设备的工作频率（50Hz，60Hz，400Hz）通过，而对较高频率的干扰有很大的损耗，由于这个滤波器专门用于设备电源线上，所以称为电源线滤波器。

3.小结

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。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。

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。在控制方法上，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、答接、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。

最后，为保障自动气象站数据的有效性，在解决电磁干扰问题的时机上，应该由设备研制后期暴露出不兼容问题而采取挽救修补措施的被动控制方法，转变成在设备设计初始阶段就开展预测分析和设计，预先检验计算，并全面规划实施细则和步骤，做到防患于未然。

参考文献：

[1] 地面气象观测规范（2003版）

[2] 自动气象站实用手册

第4篇：电磁辐射选频分析仪范文

摘 要：随着对电磁辐射的不断研究，电磁干扰问题引起了人们的重视，其产生的危害也不容忽视，所以对周边居民环境电磁水平的检测成为首要解决的问题。在此设计了一种利用北斗定位技术进行的周边磁场强度的测量系统，详细地介绍了硬件原理和软件流程。该测量系统主要由新型带状线结构的近场磁场探头、混频电路、放大电路、A/D转换电路、单片机控制电路、北斗定位、显示器等模块组成。由探头采集高频信号，通过NE602混频芯片调制为中频信号，经AD620放大电路以及AD7793采样电路传输到80C51单片机，并读取北斗定位坐标传送给LCD12864显示，从而实现测量当地的电磁辐射水平。

关键词：电磁辐射 磁场探头 混频 STC89C51 北斗定位

中图分类号：P22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（a）-0079-04

Study on the Electromagnetic Level of Residents’ Environment Based on the Beidou Positioning Technology

Zhou Sipei Zhu Yanfeng Liu Yufei

（School of Electroics and Information Engineering，Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing Jiangsu， 210044， China）

Abstract：With the research of electromagnetic radiation， electromagnetic interference problem has attracted people's attention， the harm of its also nots allow to ignore， so on surrounding residents environmental electromagnetic level detection become the primary problem. In this design a kind of using beidou positioning technology of the magnetic field intensity measuring system， this paper introduces the hardware principle and software flow in detail. The measurement system is mainly composed of new stripline structure of near field magnetic field probe， mixing circuit， amplifying circuit， A/D conversion circuit， single-chip microcomputer control circuit， beidou positioning， display module， etc. High frequency signal by the probe acquisition by NE602 mixer chip for intermediate frequency modulation signal， the AD620 amplifier circuit and AD7793 sampling circuit transmission to 80 c51， and reads the beidou positioning coordinates to LCD12864 display， so as to realize the electromagnetic radiation of measuring the local level.

Key Words：Electromagneticradiation； Magneticfieldprode； Mixing； STC89C51； Beidou navigation and positioning

众所周知，电磁辐射形成干扰源之后，不仅能影响通讯，影响心脏起搏器功能，影响精密仪器的精确运作，有时甚至可能引起炸弹引爆，迫使飞机异常起飞或降落[1]。最重要的是，它们也对人们的身体健康造成了直接的影响。目前，有关居民环境的电磁干扰问题已引起了世界各国及有关国际组织的普遍关注[2]。因此需要测量居民周边的电磁场强度，来了解电磁辐射情况。

文章所提出的基于北斗定位技术的电磁探测系统可以把探测的每一个位置坐标与电磁辐射水平结合起来构成整个居民环境的电磁辐射水平图。未来只要手持该设备沿着居民小区走几圈就可以得到整个小区的电磁辐射水平图，有助于普通居民简单地探测生活中的电磁辐射情况，了解自己所处的环境，对于居民的生活有极大的意义。

1 电路功能模块介绍

系统的整体技术框图如图1所示，由探头接收、混频电路、放大电路、模数转换电路、单片机控制电路组成。下面具体阐述各电路的功能实现过程。

1.1 探头接收

传感器探头是检测电磁信号的基础，其质量的好坏对电磁辐射信号的接收性能有很大影响。此次设计采用一种新型带状线结构的近场磁场探头[3]，其具有探头直径尺寸小、结构简单、空间分辨率较好、测量频带范围较宽等优点。该探头通过带状线结构以及圆环状的导带末端，总体呈对称结构，采用SMA（sub-mininature-A）接头进行馈电，所以可以达到很好的屏蔽电场作用。带状线（特性阻抗Z0=50Ω）结构探头具体相关结构如图2所示。

根据其设计原理，当磁场垂直穿过探头的环面，则探头的输出电压可近似表示为：

ds （1）

其中，μ0为真空磁导率，H为探头导带圆环中心的磁场强度，S为探头的圆环面积，ω由磁场的频率决定。所以只需测出探头的输出电压，即可通过公式（1）求出该处的磁场强度。但是由于探头测得的信号为几百兆的高频信号，所以需要通过混频将其调制为中频信号，才可方便测量。

1.2 混频电路

在此次设计中采用混频芯片NE602完成混频过程。NE602的输入和输入阻抗在低频时约为1.5 k，并随频率的增大而减小。输入信号在混频前先被放大，其电压增益约为10。其中，混频模块电路图具体如图3所示。在NE602的本振电路中，采用简单的考毕兹（Colpitts）晶体振荡器[4]。它使用基波型晶体，振荡频率可达20 MHz。C1、C2组成反馈网络，它们的数值必须准确，可按下面的公式计算：

（2）

（3）

其中，F为基波型晶体的频率，单位是MHz，电容容量单位为pF。

1.3 放大电路

由于从混频器出来的中频信号幅值仍较小，所以需要对其进行放大。此设计中所用的放大器为常见的仪表放大器AD620[5]。AD620的两个内部增益电阻为24.7 kΩ，因而增益方程式为：

G=49.4 kΩ/RG+1 （4）

在此次设计中需对微小信号放大100倍，使得采样更为精准。所以由公式（4）得，应选用RG的值约为498 Ω。

1.4 模数转换

当放大后的信号传到数模转化模块时，选用常见的AD转化芯片AD7793对其进行采样。AD7793是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声的24位Σ-Δ型ADC[6]。AD7793可以采用内部时钟或外部时钟工作，输出数据速率可通过软件编程设置。AD620与AD7793的电路图具体如图4所示。

1.5 单片机控制电路

此次选用STC89C51单片机作为控制核心。单片机采用内部振荡方式，只需通过单片机的XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接进入内部时钟发生器，如图5所示。外接晶体振荡时，需要加入电容使其快速起振以及稳定振荡频率，常选用30 pF这一典型值。除此之外，为了减少寄生电容，更好地保障振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近[7]。

最后此系统通过单片机对一定时间内的AD采样数值求平均值，以减少误差，得到当前的电压幅值V。而初始信号的电压幅值经过调频器20 dB、放大器40 dB放大，再考虑到电路中的噪声影响大约3 dB，所以可以得到当前电压值V与初始电压值的关系，如公式（6）所示：

20dB+40dB+3dB=63dB （6）

因此可以得到的值，再根据公式（1），即可求出当前的电磁场强度。然后由单片机输出到液晶屏LCD12864，同时单片机从北斗芯片中获取当前定位坐标，一并输出显示，即可完成测量显示当前坐标的电磁强度。之后在该区域不同位置记录下当前数值，便可完成测量当前区域的电磁辐射情况，利用电脑即可画出电磁辐射水平图。

2 软件设计

软件设计采用模块化设计，由主程序模块、数据处理模块、显示输出模块等组成。单片机开机后经初始化，获取A/D采样数值，对数据处理后，在液晶屏上显示磁场强度以及经纬度坐标。软件流程图如图6所示。

3 结语

电磁辐射形成干扰源之后，既会影响通讯，也对人们的身体健康造成了直接的影响。此设计一方面采用了超宽带电磁探头，可以对较大频率范围的电磁场进行测试，满足对电磁辐射危害的研究要求；另一方面，基于北斗定位的位置信息可以把探测的每一个位置的电磁辐射水平结合起来构成整个居民环境的电磁辐射水平图，明显直观地反映居民生活区的电磁辐射情况，可以为居民的身体健康提供一份参考。

参考文献

[1] 朱淑亭.家用电器的电磁兼容性测试技术研究[D].苏州大学，2011.

[2] 狄韶斌，谭金敬.家用电器工频电磁辐射水平分析[J].新疆环境保护，2006（2）：48-50.

[3] 冯超超，万发雨，安苏生.一种探测电磁干扰的磁场探头设计[J].合肥工业大学学报，2016，39（3）：347-350

[4] 江山.振荡/混频器集成电路NE602使用指南[J].实用影首技术，1994（2）：48-53.

[5] 王亚慧，丁国平.低价格、低功耗仪用放大器AD620的特性及应用实例[J].电子器件，1997（1）：574-578.

第5篇：电磁辐射选频分析仪范文

【关键词】广播电视;影响预测;模拟计算

0.引言

目前，江苏省内每个县级市都建有广播电视塔，形成了覆盖全省的广播电视无线发射网络。随着社会经济的不断发展，高层建筑不断增加，广播电视塔对周边高层建筑的电磁环境影响也日益受到关注。由于受监测条件限制，一般无法对高层建筑所在高空区域的电磁辐射水平进行直接测量，为此，本为通过模拟计算的方式，以某地级市拟新建的广播电视塔为例，来分析其对周边高空区域的电磁环境影响，并结合模拟计算结果提出相应的环保措施和对策。

1.广播电视发射系统介绍

1.1无线电波传播

无线电波指的是频率从几十Hz（甚至更低）到3000GHz左右整个频谱范围内的电磁波。发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而到达接收天线的过程，称为无线电波传播。无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。

1.2广播电视发射

调频广播信号即频率87MHz～108MHz范围内的无线电波，电视信号即频率48.5MHz～958MHz范围内的无线电波。空间波传播是指发射天线和接收天线均高架并且在直视距离以内，此时无线电波由直射和地面反射波组成相干传播，因此，接收点信号的场强为两者叠加。这种方式用于超短波和微波波段，调频广播、电视信号在可视距内的传播就是这种方式。

广播电视发射就是利用以上原理，将所需传播的信号经过一定的调制方式转化为电磁波信号，通过天线发射出去，然后经接收机接收并经过解调后还原成所需信号。在天线发射电磁波的过程中，会对周围电磁环境产生影响。

2.广播电视塔电磁环境影响模拟计算

2.1某市新建广播电视塔主要参数

某市新建广播电视塔工程包含3个调频广播发射台、4个模拟电视发射台和1个数字电视发射台。其中调频广播发射台选用双偶极子天线；模拟电视发射台和数字电视发射台天线均选用四偶极子天线。

2.2电磁环境影响模拟计算

本工程天线最大直径为3m，发射的广播电视信号最小波长为3.40m，根据近、远场判断公式：远场≥2D2/λ，因此远区场≥5.39m。本工程广播电视塔天线周围5.39m范围内除塔体之外无任何建筑物及公众活动区域，因此模拟计算的区域均属于远区场。

对于远场区超短波（电视、调频）的场强预测计算，采用《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法》（HJ/T10.2-1996）[1]中公式：

E=F(θ) （V/m） （式1）

式中：P--发射机标称功率，kW；

G--相对于半波偶极子（G=1.64）天线增益（倍数）。本塔模拟电视和数字电视天线增益均为10dBi，转化为G=6.10；调频广播天线增益为8dBi，转化为G=3.85

r--测量位置与天线水平距离，m；

θ--建筑物对天线的俯角，度；

F(θ)--天线垂直面方向性函数（由垂直方向性图得出）；

两个或两个以上频率电磁波的复合场强计算公式：

E=（式2）

式中：E——广播电视塔各频道（各频率）产生的综合电场强度；

E——各频道（各频率）在计算点处产生的电场强度；

电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为：

S=（式3）

式中：S—— 功率密度（W/m）

E—— 综合场强（V/m）

根据以上公式，结合各发射台技术参数及天线垂直方向性图，对距离广播电视塔天线中心为3.5m，10m，30m， 50m，100m，150m……500m，对地高度1.7m，10m，20m， 40m，60m，80m……200m处的电磁辐射功率密度值分别进行预测计算。

《电磁辐射防护规定》（GB8702-1988）[2]中规定公众照射在一天24h内，在30MHz～3000MHz频率段，环境电磁辐射的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足功率密度0.4W/m2的要求；《辐射环境保护管理导则--电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）[3]中规定单个项目的电磁环境影响贡献限值为《电磁辐射防护规定》中公众照射导出限值的1/5，因此本广播电视塔最周围电磁环境影响的贡献管理限值为0.08W/m2，表2中表中灰色区域即为超过贡献管理限值0.08W/m2的区域。

3.广播电视塔电磁环境影响分析及减缓措施

根据上述模拟计算结果，本广播电视塔建成投运后，其天线周围350m内，高度超过120m的区域，由本塔产生的电磁辐射功率密度可能超过标准限值要求，为本项目污染超标区域，污染超标区域外由本项目天线引起的电磁辐射功率密度将小于公众照射单个项目贡献管理限值0.08 W/m2。

由上述分析可知，对广播电视塔的电磁环境影响主要的减缓措施是距离防护[3]，不应在污染超标区域之内建设有公众活动的建筑物，同时，广播电视塔的运营维护部门也要做好日常的管理维护和定期监测工作，严格控制广播电视塔发射功率，防止功率异常增大情况的出现。

【参考文献】

［1］辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器与方法．（HJ/T10.2-1996）．

［2］电磁辐射防护规定．（GB8702-1988）．

第6篇：电磁辐射选频分析仪范文

关键词：电磁兼容；民用飞机；自动测试系统；LabVIEW

引言

民用飞机的电磁兼容性是指飞机的机载设备在正常运行时，不干扰其它设备的同时也不受其它设备的干扰。飞机的机载系统中多数设备为射频接收机，因此极易受到电磁干扰。其中导航和通讯系统最容易受到干扰。设备所受到的干扰可以来自系统的外部和系统的内部。设备对系统外部电磁干扰的抵抗能力是设备在设计和运行时主要考虑的因素，设备对系统内部电磁干扰的抵抗能力是设备安装时的首要考虑因素。内部干扰可以来自系统的任何一台设备，而且通常由设备内部处理器时钟、谐波电流、高速数据传输线和开关电源产生。因为潜在的干扰源有很多，人为的去测量每一个频段将花费大量的时间也很容易导致错误出现。

1 系统的测试流程

进行测试时，用电流探头去夹住设备之间的电缆。由计算机向频谱仪发送各个频段的参数，对线缆在各个频段的辐射进行测量，寻找出明显高于底噪的尖峰点。将尖峰点进行标记后，通过更改频谱仪的测量参数，更精确地确定所标记的尖峰点对应的频率及幅值并记录。切换频谱仪的输入，将所对应的工作频段的天线接入频谱仪，观察天线的测量曲线上在标记尖峰点对应的频率上是否也同样存在尖峰，若存在则证明天线所接的设备端存在一个电磁兼容问题。

由于干扰的存在精确地寻找出尖峰点的信息是整个测试流程的关键。在测试时首先在频谱仪上找出测量曲线的最大值点并标记，通过调整频谱仪的扫频宽度（Span）和显示精度（RBW）进行放大，并把尖峰点的频率设置为频谱仪中心频率。放大后再次寻找当前测量曲线的最大值并标记。循环这个过程直至找到精确的尖峰点的频率，之后再寻找下一个尖峰点。

2 系统结构

2.1 系统的硬件结构

自动测试系统主要由：计算机、频谱分析仪、带通滤波器、GPIB卡、天线和电流探头组成。电流探头用于测量出设备之间的电缆连线，多模开关起到开关的作用，用来选通所需要测试的接受天线，然后利用频谱仪进行数据分析。计算机通过GPIB线与频谱仪和多模开关进行通信，打印机用于打印测试结果。系统的硬件连接图如图2所示。

2.2 系统的软件结构

Labview是美国国家仪器（National Instruments）公司开发的一款基于图形化的编程语言，依靠数据的流向来控制程序的运行。针对自动测试系统，Labview有着丰富的函数来支持数据的采集、处理和保存测试数据，同时也有许多的第三方仪器驱动程序，可以方便的控制仪器。这使得开发人员不用花费过多时间进行程序的底层开发，把更多的精力来思考数据处理的方法。本自动测试系统采用模块化的程序结构，主要包括：参数设置、仪器控制、数据处理和数据保存四个模块。（1）参数设置模块。该模块主要用于设置保存电缆的线束因子，该因子有可能是阻抗也有可能是衰减因子。同时该模块也用于获取仪器的端口地址。（2）仪器控制模块。该模块主要用于控制频谱仪对测试数据进行分析和控制多模开关选通工作天线，是整个自动测试系统软件平台的核心。通过计算机设置频谱仪的起始频率和截止频率，自动的寻找出该频段上最大值并显示最大值的频率与幅值，可对标记点放大以寻求更精确地数据。（3）数据处理模块。该模块将所记录的数据按照其对应的频率进行降序排列以后保存为表格文件，同时也可以把已经测得的不同频段的数据文件合并为一个文件，便于对天线在整个频段所受的干扰进行分析。（4）数据保存模块。该模块可以给测量的数据文件设置文件名，给数据段添加注释，设置数据的保存路径。

3 结束语

第7篇：电磁辐射选频分析仪范文

1.1筑牢知识基础

在频谱管理技术中，“急需型”和“前瞻型”这两类知识并列存在，打好这两类知识基础尤为重要。“急需型”知识指的是从事频管工作必须具备的专业基础知识，例如：系统间电磁兼容、频率管理、频谱监测等；“前瞻型”知识指的是目前频管技术领域的研究热点，未来有望获得持续发展甚至演进至实用阶段，例如：动态频谱管理、辐射源个体识别等。对这两类知识基础的构筑除需要课堂理论教学的讲授外，还需在实验教学的层面进行加固和拓展，从而有助于学生形成更加优化的知识结构，更加胜任未来的频管工作。

1.2锤炼专业技能

未来的频谱管理体系将具备感知、统筹、管控、服务等多种能力。其中，感知能力表现为复杂电磁环境下的主动感知、多维频谱信息的按需收集与实时上传；统筹能力表现为频谱资源的宏观协调、频谱知识的完整发现，频谱态势的直观呈现和频谱决策的快速生成；管控能力体现在频谱管控既拥有高度自主性，同时又具备用频规则、人工干预等多种约束下的可控性；服务能力则体现了未来频谱管理体系的综合能力与核心目标。毫无疑问的是，对于频管人才专业技能的锤炼应植根于确保以上能力的实现。

1.3实现教研互促

教学与科研之间存在着相互转化、相互促进的机制。一方面，为了提高人才培养的质量，必须以科研作为催化剂和驱动力，教师队伍可以在科研工作中得到磨练，科研成果可以直接应用于教学内容的优化和更新；另一方面，教学成果又可服务于科研，为科研工作提供基础支撑、智力支持和人才保证。

2实现方法

2.1通过仿真平台来覆盖重点

通过对实验教学的目标、设备需求、成本和拟达到的效果等客观因素进行综合考虑，我们认为构建仿真平台并充分发挥其优势是开展实验教学的良好途径。例如，以任意波发生器和实时频谱分析仪为核心，可构建电磁频谱监测与特征识别仿真实验平台。利用该平台，可覆盖信号设计、复杂电磁环境模拟、频谱监测、信号特征分析与识别、干扰源查找等多项重点教学内容，为学生掌握多种专业技能提供了操作方便而直观有效的实验工具。

2.2通过案例体验来突破难点

通过选定频管工作中真实存在的案例，让学生借助于实验系统来对案例进行分析，在这种切身的体验当中来寻求问题的求解。该方法非常适合于教学难点的突破。例如，台站间用频兼容分析方法容易让人产生计算复杂、不易下手的感觉，如不采用合适的教学方法则容易使人望而却步。在案例式的实验教学中，学生可借助仿真软件亲自编程，循序渐进地将发射端、传播路径和接收端的全部计算公式逐一实现，在突破了该难点问题的同时也培养了自信心、体验到快乐。

2.3通过全面互动来提升效果

为提升和固化教学效果，应采用多种形式的全面互动。一方面，应配备电子教室互动式软件，让学生计算机的屏幕可显示在教师计算机和投影仪大屏幕上，有利于教师的实时指导、师生间的互动以及学生间的互动；另一方面，应充分利用校园网资源，由教师通过网络共享学习资料、学生通过网络获取资源和指导，建立一种不受空间和时间约束的互动关系。

3实验平台构建方案举例

该实验平台主要包括复杂电磁环境模拟系统、电磁频谱实时监测系统、辐射源特征提取与识别系统。

3.1复杂电磁环境模拟系统

构建复杂电磁环境模拟系统。由多台实验计算机通过局域网与任意信号发生器相连接。通过Matlab、RFExpress等软件完成信号设计，并将设计文件从实验计算机经由局域网下载至任意信号发生器，模拟出逼真的复杂电磁环境。该系统是整个实验平台的前级系统，同时也为后级系统提供模拟复杂信号源。

3.2电磁频谱实时监测系统

构建电磁频谱实时监测系统。由固定监测站和单兵机动监测站相互配合，对实际环境进行监测，或者接收模拟产生的逼真复杂电磁环境信号。固定监测站实现高速高分辨率频谱扫描、高灵敏度接收、能量检测、干扰告警、频谱动态回放等功能；单兵机动监测站可通过GPS电子地图来辅助定位干扰源。其中，固定监测站以高性能实时频谱分析仪为核心构建，单兵机动监测站基于便携式无线信号侦测仪构建。该系统可为战场无线电通信等电子信息装备的顺利部署和运用提供频谱信息支持，为干扰源的查找提供参考手段。

3.3辐射源特征提取与识别系统

构建辐射源特征提取与识别系统，对真实辐射源或实验计算机设计产生的模拟辐射源进行特征提取与识别。其中涵盖频率、功率、带宽、眼图、星座图、调制方式等特征，并进一步评估频率占用度等指标。具备时间和频率快照以及数据记录等功能，便于进行二次开发和功能扩展。该系统以高性能实时频谱分析仪为核心构建。可为全面掌握电磁空间辐射源属性、有效实现电磁频谱管控提供数据服务和技术支撑。

4结束语

第8篇：电磁辐射选频分析仪范文

【关键词】电磁辐射 移动通信 基站 安全距离

1 引言

近几年来，某些区域移动网络信号差成为用户投诉的焦点，可一旦运营商去这些区域增设移动通信基站，却又遭到用户集体反对。投诉多和建站难成为困扰电信运营商的两难问题，电信运营商的通信保障能力正因基站建设难而下降。以上海移动为例，10年来手机用户增长了10倍，话务量猛增了300%，但是移动基站数在内环线范围只增加了10%左右。从2008年1月到2009年5月底，上海移动一共有177座基站因各种原因被迫关闭。造成这个两难问题的原因之一是公众对基站电磁辐射的恐惧。

随着3G网络的建设，更多的移动通信基站将架设在人口密集的城市上空。为了科学认识移动基站的电磁辐射，消除公众对基站的不安，有必要对基站电磁辐射及其对环境的影响进行研究和分析。

2 移动通信基站的电磁辐射

电磁辐射，是指能量以电磁波的形式在空间传播的现象。基站电磁辐射一般是指室外部分的电磁辐射，室外部分主要由馈线（传输线）和天线组成。基站运行时，其发射天线将馈线中的高频电磁能转化成为自由空间的电磁波，电磁波承载着能量向周围空间传播，形成电磁辐射。

图1是移动通信基站天线辐射电磁波的基本原理图，导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射能力与导线形状和长短有关。如果两导线的距离很近，那么导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱；将两导线逐渐张开，导线所产生的感应电动势叠加，辐射随之逐渐增强，直至两导线电流方向一致时达到最强。当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱；当导线的长度等于1/4波长时，辐射最强，称为半波对称振子。实际的天线是由振子叠放而成的。

移动通信基站天线按照方向性可以分为全向天线和定向天线。方向性反映天线向一定方向辐射或接收电磁波的能力，天线方向性的获得，是通过天线内部加反射板或振子叠放而实现的。基站天线方向性的选择可以满足不同区域的电磁辐射的需要，例如乡村大区制的站型选用全向天线，而城区小区制的站型选用定向天线。

作为移动通信系统的重要组成部分，基站天线在提高移动通信网络覆盖范围和网络营运指标中起着重要作用，同时带来的问题是公众对基站电磁辐射的不安与恐惧。

3电磁辐射与健康及电磁辐射标准

电磁辐射是能量流，虽然看不见、听不到、闻不着，但是电磁辐射可能引起装置、设备、系统性能降低，还可能对有生命或无生命的物质产生损害，这就是电磁辐射污染。

当人体暴露在电磁波环境中，不同波段的电磁波会对人体产生不同的生物效应，可能会导致细胞损伤、变异或死亡。此外，人体的器官和组织存在微弱的电磁场，它们是稳定而有序的，如果受到外界电磁波的干扰就会遭到破坏，人体正常循环机能随之遭到一定程度的损伤，长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘等[1]，公众由此产生对电磁辐射的恐惧。

第5届电磁辐射与健康国际研讨会（2009，杭州）的会议报告指出，低强度电磁波的生物学效应及其作用机制至今还是一个困扰学术界的充满争议的问题，各国电磁辐射的卫生学标准还存在着甚至上百倍的差异。对照一些组织和国家的公众照射限值[2,3]，发现我国的标准更严格、更安全可靠。例如，在900MHz移动通信频段，中国环保局制定的公众照射限值（功率密度）是40μw/cm2，而欧洲电子技术标准委员会制定的公众照射限值是450μw/cm2。国内目前使用的相关标准主要有：《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）、《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）和《辐射环境保护管理导则－电磁辐射监测仪器和方法》（H J/T10.2-1996）。

4 移动通信基站电磁辐射对环境的影响因素

移动通信基站电磁辐射对环境的影响因素很复杂，包括天线性能、高度、距离、角度、环境背景、基站形状、话务状况等等。

为了分析移动通信基站对居民生活环境产生的电磁辐射污染状况，胡冀等通过比较测量，得出的结论是[4]：电磁暴露小区的电磁辐射强度明显高于对照小区，但平均值都在GB9175-88的一级安全范围内（10μw/cm2）；安装铝合金防盗网具有良好的电磁场屏蔽作用；同时建有两个通信基站的小区，两者所产生的电磁辐射在某一区域范围可产生电磁场叠加现象，使辐射强度增加；个别与基站天线距离较近（小于20m）、窗户与基站天线处于同一水平位置和与基站天线主瓣方向一致的居室内，电磁辐射功率密度远远超出一级安全范围，可达到20.44μw/cm2，但也在GB9175-88的二级中间区容许范围内（40μw/cm2）。

此外研究还发现，天线主瓣方向区域电磁辐射不一定较高，副瓣方向区域电磁辐射也不一定较低。这其实并没有与理论相违背，因为环境地形、地貌、建筑物钢筋水泥结构、空中架设的电线等等，都将对电磁波产生反射、绕射、折射、散射和吸收，从而使得电磁辐射强度的分布复杂化。

通过物理学的观点分析，基站发射电磁波的功率密度随距离的增大而减小，而事实并非如此，在近距离范围（30m内），由于上述环境地形等因素的影响，电磁波的功率密度随距离的变化规律很复杂，往往在某处达到最高值。以某移动基站为例[5]，在不同时间对距离与功率密度的关系进行测量分析，关系曲线如图2所示。对特定基站而言，在某一固定距离处，功率密度还与时间有关，也即与话务量有关，如图3所示，凌晨话务量低，功率密度也低，功率密度整体上随话务量的增加而增加。

5 移动通信基站安全距离的理论计算方法[6~8]

由于移动通信基站发射电磁波的功率密度分布不仅与基站性能指标有关，还与周边环境、话务量因素等有关，因此，移动通信基站安全距离的计算一直是个复杂的问题。下面根据国家环保局的H J/T10.2-1996中关于微波远场轴向功率密度计算公式进行理论分析，这个计算公式的表达式为：

（1）

式中，Pd（μw/cm2）为离基站天线水平距离为d处的电磁波功率密度，d（m）为离基站天线的水平距离，P（w）为机顶发射功率，G（倍数）为天线最大辐射方向的增益。

下面分析计算方法。图4所示的一种基站天馈线系统，基站设备上每一块载频插板连接一根载频输出线，每根载频输出线含有两个频点，每个频点有其固有的发射功率。载频输出馈线在需要耦合器时存在，耦合器的作用是将多个频点的电磁波信号合到一根天线馈线上发送，具有一定的功率损耗。天线馈线一般比较长，也有一定的功率损耗，还需考虑避雷针和馈线接头等带来的损耗。天线向空间发射电磁波，天线的增益越大，发射电磁波的功率越强。

如前所述，每根载频输出线含有两个频点，A点处的信号功率为每个频点固有功率的2倍，两根载频馈线的信号耦合到B点，耦合后的功率大小需考虑耦合器的损耗，两个耦合器输出的总信号经过天线馈线后将再次损耗。也即，载频输出信号在C点的总功率应考虑到耦合器与天线馈线的两次损耗，式（1）中机顶发射功率P应为损耗后的功率。

根据H J/T10.2-1996中电磁辐射环境影响评价方法与标准，对单个项目的影响必须限制在《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）公众照射导出限值的若干分之一。在评价时，对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取GB8702-88中功率密度限值的1/2；其他项目则取功率密度限制值的1/5作为评价标准，即移动通讯基站的功率密度限值应是8μw/cm2，即式（1）中Pd＝8μw/cm2，这样就可根据式（1）计算基站最大辐射方向上的安全距离了。

应该指出，假如偏离最大辐射方向，天线增益将急剧下降，保护距离随之急剧减小。假如有建筑物阻隔，电磁波穿过一般砖墙要衰减6dB左右（为原来功率的1/4），而穿过带钢筋的墙要衰减20dB（为原来功率的1/100）；城市市区建筑物密集，安全距离应比理论计算值小很多。此外，由于基站设备容量足够，加上GSM系统有功率控制和非连续发射功能，天线全方位全功率发射电磁波的可能性几乎是没有的，也即实际的天线辐射功率要小很多，实际的安全距离远小于理论计算值，公众不必对基站产生恐惧。

6 结束语

一方面，政府、企业和公众应该对电磁辐射产生的环境影响引起足够的重视；另一方面，媒体应该积极做好宣传教育工作，消除公众对电磁辐射的恐惧心理，使公众合理科学地面对移动通信基站的电磁辐射；此外，专业技术人员应加快新技术研发，设计出更高标准的天线发射系统，最大限度降低电磁辐射污染。

为了消除公众的不安，创建和谐城市生活环境，上海的做法值得借鉴，改“事后配套”为“事前介入”，基站选址遵循“政府大楼、企事业单位办公大楼、公建配套设施、住宅建筑”的先后顺序，将移动通信基站建设纳入城市基础设施建设和住宅建设的总体规划中。

参考文献

[1]吴石增. 电磁波的生物效应与人体健康[J]. 中南民族大学学报（自然科学版）. 2010,29(1): 57-61.

[2]季成富. 移动通信基站环境保护问题探讨[J]. 城市管理与科技,2005,7(2): 59-61.

[3[马文华. 电磁辐射标准跟踪研究[J]. 电信工程技术与标准化,2007(1): 30-31.

[4]胡冀,鲁怡杨,张华成,等. 移动通信基站周围居民生活环境微波辐射水平的影响[J]. 卫生研究,2009,38(6): 712-716.

[5]赵志勇,陈英民,张静. 移动通信基站近距离区域电磁辐射分布特征研究[J]. 中国辐射卫生,2010,19(1): 21-23.

[6]金亮. 移动通讯基站的电磁辐射环境影响[J]. 科技资讯,

2007(22): 141.

[7]卢满常. 基站电磁辐射限值的确定[J]. 内蒙古科技与经济,2010(2): 101-102.

[8]张挺,李祈,马云杰,等. 移动通信基站电磁辐射环境监测与评价[J]. 实用预防医学,2009,16(1): 144-145.

【作者简介】

第9篇：电磁辐射选频分析仪范文

关键词：电子设备 电磁兼容性 干扰源 有效抑制

1引言

随着电子技术的迅速发展，现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前，电子设备已处速发展的时期，并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展，必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说，电子设备不可避免地在电磁环境（EME）中工作。因此，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性（EMC）是一门关于抗电磁干扰（EMI）影响的科学。目前，就世界范围来说，电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时，不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量，又应该不受任何不希望有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，因此，它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2－1 内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种。

（1）工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰；(与工作频率有关)

（2）信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；

（3）设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；

（4）大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2－2　外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种。

（1）外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统；

（2）外部大功率的设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统；

（3）空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰；

（4）工作环境温度不稳定，引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰；

（5）由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比扰的对象结构尺寸小，或者干扰源与扰者之间的距离r>>λ／2π时，则干扰信号可以认为是辐射场，它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入扰对象的通路。

（2）干扰信号以漏电和耦合形式，通过绝缘支承物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低，干扰信号的波长λ比扰对象的结构尺寸长，或者干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ／2π，则干扰源可以认为是似稳场，它以感应场形式进入扰对象的通路。

（3）干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4－1　接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：

（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4－2　屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是：

（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率（高电导率）的金属材料中产生的涡流（P=I2R，电阻率越低（电导率越高），消耗的功率越大），形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4－3　其它抑制干扰方法

（1）滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平，因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

（2）正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

（3）电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5　电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会（CISPR），主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年，CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准，随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议，为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰特性允许值及其测量方法”（标准11号）；“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准12号）；“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”（标准13号）等。直至1992年中期，国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳，并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备，产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如，根据无线电通信咨询委员会357-1号建议，在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的（5800～8100MHz）频段上，当给到天线上的功率不超过13dBW时，应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率（即发射机功率和天线增益的乘积）数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务，例如业余无线电爱好者的，移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用，是提高射频资源利用率的一种途径，也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议（无线电频率分配表）和全国文件，实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小，或消除干扰，由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来，我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作，制定了一系列标准和规范。例如，国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法；GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值；GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展，都起了重要的作用。

6　一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用，在人类活动的空间无处不充斥着电磁波，因此，电子设备不解决电磁波干扰问题，就不能兼容工作。在实际应用中，人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验，不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时，电磁干扰相当突出，严重时会损坏电子元器件。因此，汽车电子设备的电磁环境最为恶劣，汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染，规定只能使用带阻尼（如碳芯）的屏蔽线作为点火线，实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术，尤其是计算机在汽车上的应用和推广，根据需要和实际要求，可以设计出效果良好的滤波电路，置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处；可以设置隔离电路，如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰，同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰；也可以设置能量吸收回路，从而减少电路、器件吸收的噪声能量；或通过选择元器件和合理安排电路系统，使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置，软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放，内存空间较小，对存放的数据而言，若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果，可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性；如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化，可以在随机内存区设置检验标志；为了减少干扰对随机内存区的破坏，可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置，只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多，如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候，必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰，常用的办法是设置一个定时器，从而保护程序正常运行。

近年来，电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上，于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板，对仪器的正常工作产生有害的干扰，而仪器所产生的电磁波，也非常容易辐射到周围空间，影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求，人们在实践中，研究出塑料金属化处理的工艺方法，如溅射镀锌、真空镀（AL）、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔（Cu或AL）和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后，使完全绝缘的塑料表面或塑料本身（导电塑料）具有金属那样反射（如手机）。吸收、传导和衰减电磁波的特性，从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中，采用导电涂料作屏蔽涂层，性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方，做成一个封闭的导电壳体并接地，把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明，若屏蔽材料能达到（30～40）dB以上衰减量的屏蔽效果时，就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛，而且各种干扰设备的辐射很复杂，要完全消除电磁干扰是不可能的。但是，根据电磁兼容性原理，可以采取许多技术措施减小电磁干扰，使电磁干扰控制到一定范围内，从而保证系统或设备的兼容性，例如，通信系统最初设计时，就应该严格进行现场电波测试，有针对性地选择频率及极化方式，避开雷达、移动通信等杂波干扰；高压线选择路径时，应尽量绕开无线电台（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收设备与工业干扰源设备适当配置，使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离；在微波通信电路设计中，为了减少干扰，可采用天线高低站方式调整微波电路反射点，并利用山头阻挡反射波，使之不能对直射波形成干扰。另外，微波铁塔是独立的高大建筑物，应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。