EMI和EMC的近场和远场的区别是什么

EMC/EMI设计

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描述

  在EMI/EMC测试中,我们通常使用远场测量的天线,我们将远场的电场水平与法定限制进行比较,然后使用近场探头对电路进行故障排除。

  远近的含义是什么?与EMI/EMC领域一样,这取决于:

  第一个重要的想法是记住任何电磁波都有阻抗,即波阻抗。波阻抗Zw是该波的电场(V/m)和磁场(A/m)之比,所以Zw=E/H,注意V/m除以A/m是欧姆。

  所以,如果测量的信号在电场中是10V/m,在磁场中是0.04A/m,那么波的阻抗是250欧姆的Zw波。

  高E值和低H值的信号是高阻抗波,低E值和高H值的信号是低阻抗波(使用电路理论方法时注意等效点:高电压和低电流的电路是高阻抗电路,低电压和高电流的电路是低阻抗电路电路)。

  

  第二个想法是记住,当增加到源的距离时,电场和磁场会衰减。所以,对于图1中的电路,当远离电路时,电场(E)和磁场(H)的振幅都会减小。

  靠近信号的原点,E和H较大。当远离电路时,E和H衰减为1/x、1/x2或1/x3,其中x是到源的距离。

  请注意,只有辐射的信号才能到达远离电路的地方(当电路具有所需或不需要的天线时)。其他信号将围绕在电路中的元件周围,不可能被辐射。

  当离信号源远或近时,E和H(波阻抗)的比值是多少?

  假设电路位于图2中的位置X=0,该图绘制的是波阻抗Zw=E/H。当离电路很远(即d》λ)时,你将测量的E和H之间的比率将恰好为Zo=377Ω,这是ar场中的波阻抗。

  所以,在远场中,如果你知道电场的水平,可以很容易地计算出磁场的振幅。随着距离的增加,比值是恒定的,因为在远场中,E和H都以1/x衰减。

  

  在这种情况下,您将无法知道信号的来源是低阻抗电路(即环路)还是高阻抗电路(即开路)。你在远场接收一个平面波,我们用天线接收这些信号。

  现在,考虑一下你离赛道近一点。你会看到E/H约为377欧姆,但当距离接近λ/6(d/λ=0.16)时,比值E/H将从Zo值开始增大或减小。

  你将看到的是波阻抗将取接近我们产生信号的电路阻抗的值,例如,如果信号是由一个低阻抗电路作为一个回路(高电流-低电压)产生的,那么随着你靠近电路,Zw将从377欧姆减小。如果信号是由高阻抗电路作为开路(高电压-低电流)产生的,则随着您靠近电路,Zw将从377欧姆增加。

  这是因为在近场我们不使用天线,我们使用近场磁或电探针。

  例如,假设有一个电路在250MHz下产生辐射问题。对于该频率,λ/6为20cm。所以,如果你在5米处测量/接收到信号,你将处于远场。如果您在5厘米处测量/接收信号,您将处于近场(图3)。

  

  了解远场值与近场值相关是很重要的,但是,如果在近场中测量信号,也许你不会在远场探测到这些信号,仅仅是因为它们不能被辐射(它们存储在你测量的区域,但是没有某种天线将信号发送到远场)。

  近场和远场在EMI/EMC中是非常重要的,因为要知道需要测量什么样的探头,在某一特定频率下屏蔽的效果如何,辐射信号的来源如何等等,这一点至关重要。

  我的最后一个建议是:在你的应用程序中尝试计算近场到远场的距离,以便更好地理解你的问题。

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