新型舰船系统电磁干扰分析、测量与防护

本书总结了作者及其团队多年来从事电磁兼容定量设计和电磁干扰防护工作的研究成果，以近年来舰船领域兴起的电磁发射装置、综合电力系统等高新电磁装备为对象，介绍了这一领域电磁兼容分析设计的新原理和新方法，并从工程应用的角度，结合典型样例重点阐述了新型舰船电磁装备和系统的电磁干扰预测分析、试验测量和抑制措施等内容。本书取材新颖、内容丰富，充分吸收了近年来国内外相关领域的近期新研究进展，是一部涉及新型舰船系统电磁兼容技术的一部重要论著。

第1章 绪论1
1.1 引言1
1.2 新型舰船系统的内涵和发展2
1.2.1 世界优选舰船的近期新发展2
1.2.2 新型舰船系统概念及发展趋势7
1.3 舰船高新电磁技术的发展12
1.3.1 综合电力技术的发展现状及趋势13
1.3.2 电磁发射技术的发展现状及趋势17
1.4 新型舰船系统电磁兼容发展需求20
第2章 传导电磁干扰分析24
2.1 传导电磁干扰的基本模型及传播耦合模式24
2.1.1 电磁干扰三要素24
2.1.2 传导电磁干扰源的基本模型27
2.1.3 传导电磁干扰的耦合模式及转化29
2.2 舰船发供电系统传导电磁干扰分析32
2.2.1 发电机本体谐波干扰计算32
2.2.2 发电机AVR系统传导电磁干扰计算38
2.2.3 供电电缆电磁干扰传播通道模型54
2.3 舰船大功率电能变换装置传导电磁干扰分析72
2.3.1 电能变换接口变压器的高频模型研究72
2.3.2 大容量功率变流器多层复合母排电磁特性研究79
第3章 辐射电磁干扰分析97
3.1 辐射电磁场的基本知识97
3.1.1 电流和电荷产生的场97
3.1.2 线性天线产生的场99
3.1.3 电偶极子和磁偶极子产生的场101
3.1.4 辐射电磁场105
3.2 舰船供电系统辐射电磁干扰分析107
3.2.1 传输电缆辐射电磁干扰分析107
3.2.2 大容量系统多相电缆辐射磁场分析131
3.3 舰船通信系统辐射电磁干扰170
3.3.1 舰船通信系统辐射电磁干扰源170
3.3.2 舰船通信系统辐射电磁干扰传播途径171
3.3.3 舰船通信系统辐射电磁干扰作用机理172
第4章 舰船壳体地电流干扰分析174
4.1 舰船接地系统174
4.1.1 设备的信号地与安全地174
4.1.2 设备和系统的接地方式175
4.1.3 地电流干扰及抑制措施176
4.2 舰船壳体地回路耦合阻抗模型177
4.2.1 共模回路耦合阻抗模型177
4.2.2 孤立钢板内部的电流分布178
4.2.3 孤立钢板地回路阻抗184
4.3 钢板地回路阻抗测量方法190
4.3.1 测量线路互感的补偿修正方法190
4.3.2 测量电缆的补偿修正方法191
4.3.3 钢板地回路阻抗的实验验证192
4.3.4 舰船壳体地回路阻抗特性194
4.4 邻近效应对地回路阻抗的影响194
4.4.1 邻近效应的共地耦合模型195
4.4.2 邻近效应的近似分析197
4.4.3 邻近效应对钢板耦合阻抗的影响202
4.5 共模传导电磁干扰分析实例206
第5章 传导电磁干扰测量209
5.1 电磁兼容测量基础209
5.1.1 电磁兼容标准与规范209
5.1.2 电磁兼容测量分类211
5.2 传导电磁干扰发射测量212
5.2.1 传导电磁干扰212
5.2.2 测量原理与测量设备215
5.2.3 测量方法与相关标准220
5.3 传导敏感度测量226
5.3.1 敏感度测量与电磁发射测量226
5.3.2 常见传导敏感度测量项目227
5.3.3 提高设备传导抗扰度的方法237
5.4 大功率设备的传导电磁干扰测量239
5.4.1 大功率设备的传导电磁干扰及其危害239
5.4.2 大功率设备的传导电磁干扰测量现状240
5.4.3 大功率设备的传导电磁干扰测量方法241
第6章 辐射电磁干扰测量252
6.1 辐射电磁干扰的测量基础252
6.1.1 天线测量的近场与远场252
6.1.2 舰船系统辐射电磁干扰控制253
6.1.3 电磁屏蔽基础254
6.2 辐射电磁干扰测量的场地、设备、项目及方法257
6.2.1 辐射电磁干扰测试场地257
6.2.2 辐射电磁干扰测量设备259
6.2.3 辐射电磁干扰测量项目262
6.2.4 辐射电磁干扰测量方法265
6.3 非周期瞬态辐射电磁干扰的测量及分析方法268
6.3.1 0-SPAN测试方法269
6.3.2 时频分析基础271
6.3.3 时频分析方法272
6.3.4 测试实例279
第7章 舰船壳体地电流干扰测量281
7.1 地电流测量原理281
7.2 地电流测量探头283
7.2.1 磁场测试技术简介283
7.2.2 表面磁场测量探头284
7.2.3 探头噪声291
7.3 地电流分布测量296
7.3.1 地电流的面密度测量296
7.3.2 邻近效应的实验测试297
7.3.3 地电流的方向测量298
7.3.4 地电流干扰测试301
第8章 传导电磁干扰抑制302
8.1 舰船综合电力系统回路互感耦合干扰抑制302
8.1.1 互感耦合的概念302
8.1.2 两个回路的互感耦合305
8.1.3 回路耦合干扰的抑制原理307
8.1.4 回路耦合干扰的抑制方法310
8.2 大功率电力电子装置的传导电磁干扰抑制314
8.2.1 级联多电平H桥逆变器共模干扰抑制方法315
8.2.2 大功率电力电子装置多端口均衡电磁干扰抑制方法318
8.2.3 等效负电容共模干扰抑制方法322
8.3 用于PWM谐波抑制的变频滤波电感326
8.3.1 基于磁通补偿的频变电感设计327
8.3.2 基于磁通补偿的频变电感特性分析330
8.3.3 基于磁通补偿的频变电感实验测试338
第9章 辐射电磁干扰防护技术348
9.1 辐射电磁干扰对消技术348
9.1.1 辐射电磁干扰对消技术的原理348
9.1.2 辐射电磁干扰对消技术的数学模型349
9.1.3 干扰对消关键技术365
9.2 数字化对消技术381
9.2.1 数模混合辐射电磁干扰对消技术382
9.2.2 全数字辐射电磁干扰对消技术388
9.3 辐射电磁干扰对消技术在舰船通信系统中的应用396
9.3.1 在短波通信系统中的应用396
9.3.2 在舰载超短波通信系统中的应用399
9.3.3 在微波通信系统中的应用401
第10章 工程实例及新技术发展404
10.1 综合电力系统电磁干扰控制404
10.1.1 舰船大功率电能变换系统的电磁兼容要求405
10.1.2 舰船大功率电能变换系统的干扰源406
10.1.3 舰船大功率电能变换系统的电磁兼容设计408
10.2 瞬态脉冲系统的电磁敏感度设计413
10.2.1 瞬态脉冲系统的电磁兼容要求413
10.2.2 瞬态脉冲系统的干扰源和敏感器件414
10.2.3 瞬态脉冲系统的电磁干扰诊断与防护设计415
10.3 电磁兼容测量新技术421
10.3.1 瞬态脉冲干扰频谱的测量技术421
10.3.2 虚拟暗室技术423
10.3.3 宽带时域电磁干扰测量技术425
参考文献433
缩略术语表440