电磁兼容性理论与技术

本书从电磁兼容基本概念和发展趋势切入，分别介绍：电磁兼容性分析的必要性，电磁计算方法在电磁兼容分析与设计领域的发展趋势；电磁兼容分析中的基础理论知识；传导发射与传导抗扰度基本概念；线缆耦合电磁兼容分析，包括电磁计算方法对场-线-路耦合等典型电磁兼容问题的分析；辐射发射与电磁兼容分析的计算电磁学方法；系统级电磁兼容分析的方法和流程；电磁兼容测量中的基本概念与方法；电磁兼容防护的措施和机理分析。

第1章电磁兼容概述1
1.1电磁兼容的概念1
1.2电磁兼容研究现状与发展趋势1
1.2.1场-线-路耦合电磁兼容分析方法进展3
1.2.2强电磁脉冲耦合效应分析方法进展4
1.2.3高功率电磁脉冲防护机理分析方法进展5
参考文献6
第2章电磁兼容理论基础10
2.1电磁场基本理论10
2.1.1麦克斯韦方程10
2.1.2边界条件12
2.1.3专享性定理13
2.1.4矢量叠加原理15
2.1.5等效原理15
2.1.6互易定理17
2.1.7电磁波的反射18
2.2天线与电磁辐射基本理论20
2.2.1电偶极子的辐射20
2.2.2磁偶极子的辐射24
2.2.3天线的近场与远场26
2.2.4天线的性能指标参数29
2.3传导耦合33
2.3.1电阻性耦合33
2.3.2电容性耦合35
2.3.3电感性耦合37
2.4瞬态场39
2.4.1电快速瞬变脉冲群39
2.4.2浪涌40
2.4.3核爆脉冲41
2.4.4静电放电41
习题与思考题42
参考文献42
第3章传导发射与传导抗扰度43
3.1线性阻抗稳定网络43
3.1.1线性阻抗稳定网络参数43
3.1.2共模和差模电流46
3.2电源滤波器48
3.2.1滤波器的基本特性48
3.2.2电源滤波器的拓扑结构50
3.2.3滤波器元件对共模和差模
电流的影响51
3.2.4传导发射中的共模分量和
差模分量54
3.3电源56
3.3.1线性电源56
3.3.2开关电源57
3.3.3电源器件对传导发射的影响59
3.4电源和滤波器的放置62
3.5传导抗扰度63
习题与思考题64
参考文献64
第4章线缆耦合电磁兼容分析65
4.1传输线模型65
4.1.1简单传输线分布参数提取65
4.1.2传输线方程69
4.2多层UV方法提取复杂互连线寄生电容69
4.2.1多层UV方法的基本原理71
4.2.2多层UV加速方法提取大规模互连结构电容72
4.2.3大规模互连结构的多层UV方法
提取电容结果74
4.3MLMCM提取大规模互连结构寄生电容77
4.3.1MLMCM的基本原理77
4.3.2MLMCM加速间接边界元法77
4.3.3大规模互连结构的MLMCM提取电容结果79
4.4IE-FFT方法提取大规模互连线寄生电容83
4.4.1IE-FFT方法的基本原理83
4.4.2IE-FFT方法加速间接边界元法86
4.4.3大规模互连结构的IE-FFT方法提取电容结果86
4.5FDTD方法分析传输线串扰88
4.6时域积分方程分析多传输线问题89
4.6.1时域传输线方程的解89
4.6.2时域传输线方程的时间步进算法90
4.6.3损耗处理92
4.7时域积分方程分析线-路耦合问题94
4.7.1基于改进节点分析法的电路方程94
4.7.2线-路耦合矩阵方程的建立95
4.7.3含非线性元件的时域分析95
4.7.4入射场激励下的传输线方程96
4.7.5含有屏蔽层的线缆场-线耦合模型104
4.8时域积分方程方法分析场-线-路耦合问题107
4.8.1场-线-路耦合混合算法实现107
4.8.2场-线-路耦合分析验证108
习题与思考题115
参考文献115
第5章辐射发射与电磁兼容分析117
5.1多天线间耦合117
5.2高低频混合方法分析平台加载天线117
5.2.1高低频混合方法原理118
5.2.2高低频混合方法计算结果120
5.3时域积分方程方法分析前后门耦合126
5.3.1散射场的计算126
5.3.2线路耦合问题的求解127
5.3.3车载天线的辐照耦合分析134
5.3.4无人机后门耦合分析140
5.4低秩分解矩量法一体化分析复杂平台电磁兼容145
5.4.1低秩压缩方法基本原理145
5.4.2对称多层矩阵压缩分解方法146
5.4.3多层快速多极子加速和预条件技术146
5.4.4数值计算结果148
习题与思考题154
参考文献154
第6章系统级电磁兼容分析方法155
6.1系统级电磁兼容性设计概念155
6.1.1系统级电磁兼容性分析典型对象155
6.1.2系统级电磁兼容性问题分类156
6.1.3系统级电磁兼容性的特点156
6.2系统级电磁兼容性量化设计157
6.2.1干扰关联关系157
6.2.2系统级干扰关联矩阵158
6.2.3系统级电磁兼容性要求及指标158
6.2.4设备隔离度159
6.2.5指标量化分配160
6.2.6电磁兼容性行为级建模161
6.2.7电磁兼容性行为级仿真161
6.2.8电磁兼容性准确分析方法163
习题与思考题163
参考文献163
第7章电磁兼容测量技术164
7.1测量仪器及设备164
7.1.1频谱分析仪164
7.1.2EMI接收机164
7.1.3检波器166
7.1.4人工电源网络166
7.1.5不对称人工网络167
7.1.6电流探头168
7.1.7天线169
7.1.8功率放大器172
7.1.9场强测量探头173
7.1.10耦合/去耦网络173
7.2测量场地173
7.2.1屏蔽室173
7.2.2开阔试验场地174
7.2.3半电波暗室174
7.3传导发射测量175
7.4辐射发射测量178
7.4.1磁场辐射发射测量178
7.4.2电场辐射发射测量179
7.5抗扰度试验181
7.5.1传导抗扰度试验181
7.5.2辐射抗扰度试验182
7.6电磁兼容现场测量183
习题与思考题183
第8章电磁兼容防护184
8.1接地技术184
8.1.1接地的分类184
8.1.2安全接地184
8.1.3信号接地186
8.2搭接技术187
8.2.1搭接的分类187
8.2.2搭接的方法和原则187
8.3屏蔽技术188
8.3.1屏蔽技术的分类188
8.3.2屏蔽的基本原理188
8.3.3屏蔽效能的定义191
8.3.4屏蔽效能的计算193
8.3.5几种实用的屏蔽技术195
8.3.6电磁屏蔽的设计要点196
8.4滤波技术197
8.4.1滤波器的分类197
8.4.2滤波器的频率特性197
8.4.3常用电磁干扰滤波器的工作原理198
8.4.4滤波器的选择和使用204
8.5限幅器电磁防护机理分析204
8.5.1基于等效模型的PIN限幅器防护机理分析204
8.5.2基于物理模型的PIN限幅器防护机理分析216
8.6能量选择表面的电磁防护机理分析231
8.6.1基于场路同步协同仿真方法的防护机理分析231
8.6.2基于场路异步协同仿真方法的防护机理分析239
习题与思考题257
参考文献257