电磁发射技术

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电磁发射技术范文第1篇

【关键词】地质 物探 地基处理

地质勘探时通过各种手段与方法对地质进行勘查、探测的活动，在经济社会不断发展的今天，将科学技术与勘探技术完美结合是实现地质勘探现代化的重要举措，下面结合相关项目实际情况，分析网络并行直流点法和瞬变电磁法在工程建设中的应用。

一、项目概况

和平村棚户区改造建设工程位于淮南市八公山区，西面为八公山风景区，东侧为新庄孜煤矿，和平村项目位于淮南市八公山区，小区规划总用地面积约38.6公顷。淮南市八公山区为岩溶灾害高发区域，经地质灾害危险性评估和分析，规划区有岩溶塌陷、膨胀土变形二种地质灾害。整个小区划分为地质灾害危险性大区和中等区，建设用地适宜性为事宜性差和基本适宜。

为确保工程建设安全，在工程设计前，对该评估区进行详细的工程地质勘查，进一步查明建筑物下岩溶的发育情况，以便采取合适的防治措施。根据规划情况，初步确定探查区域为规划布置的高层区域，主要探查内容如下：采用高密度电阻率法和瞬变电磁法探查该区岩溶发育情况，由于本区住户密集，对于不适宜采用高密度电阻率法的区域重点选用瞬变电磁方法；探查地表以下深度为50m以上的岩溶发育情况。

二、选择物探方法的探测原理

1、网络并行直流电法探测原理

电法探测拟采用网络并行电法进行探测。探测使用的仪器为并行网络电法仪，该仪器的最大优势在于任一电极供电，可在其余所有电极同时进行电位测量，可清楚地反映探测区域的自然电位、一次供电场电位的变化情况，采集数据效率比传统的高密度电法仪又大大提高，是电法勘探技术的又一次飞跃，是国内率先使用的方法。

2、瞬变电磁探测原理

瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程。该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地下传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V（t），就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。如果没有良导体存在时，将观测到快速衰减的过渡过程；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现导体的存在。

三、探测技术应用

1、两种物探方法的应用

（1）电法勘探

根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。

主要的应用范围：广泛应用于提防隐患探测；用于水文、工程、环境的地质勘探及高分辨率电阻法工程地质勘探；用于煤矿采空区、人防工程及卡萨特地区溶洞等勘探；用于金属和非金属矿产资源的勘探和地热勘探。

（2）瞬变电磁法

瞬变电磁法也称时间域电磁法，简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。

瞬变电磁法探测具有如下优点：由于施工效率高，纯二次场观测以及对低阻体敏感；无地形影响；异常响应强，形态简单，分辨能力强；剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息；不受高阻层的屏蔽影响，能穿透高阻层，并采用空间多次覆盖技术，提高信噪比和观测精度；剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息，减少多解性。

2、探测方案设计

根据现场情况，共设计10条电法测线，横测线（东西方向）编号为Res-Y1～Res-Y4，纵测线（南北方向上）编号为Res-X1～Res-X6，电法点距5.5m；全区电法测线共10条，测线总长为2955.5m，测点总数为576个点

瞬变电磁测线布置11条测线，其中纵测线5条，编号为TEM-X1～TEM-X5，横测线6条，编号为TEMY1～TEMY6。测线总长为3104m，测点总数为307个点。

3、数据处理与解释

由于网络并行电法数据采集方式和常规电法数据有一定区别，因此在数据处理技术与处理流程上有独特的特点。本次数据的预处理在本物探中心和东华测试有限公司联合编制“网络并行电法解析系统”处理平台上进行。数据处理的重点为三维电阻率反演，直接利用地面不规则测线的空间坐标建立三维反演模型，选用EarthImager 3D软件平台，可获得测区范围内三维电阻率数据体，成果图选用了surf8.0和AtuoCAD软件进行辅助成图。处理步骤为：数据解编――突变电位、电流剔除――AGI格式导出――三维建模――3D电阻率反演――结果成图。

瞬变电磁数据处理在MSD平台上进行，处理流程为：数据转换-数据点平滑-测点坐标校正-晚期视电阻率计算-时深转换-剖面成图。

4、数据分析解释

从地质条件上分析地下溶蚀地质条件的存在使得灰岩地层的电性发生明显变化，电性的变化不仅与溶洞的溶蚀程度及范围有关同时也受溶洞充填物影响。即灰岩溶洞在充水或充泥条件时阻值较低，而充填物较少或溶洞空腔则为高阻反映，在雨季表现低阴，在枯水期又表现出高阻。由于溶洞、风化程度的差异使得灰岩具有很强的结构不均性一，因此在介质弹性上具有很强的波阻抗差异，并且表现出低频，衰减变慢等特征。基于上述所分析的溶蚀区地球物理条件，以此为解释原则结合本工程地质条件对本次岩溶探查结果进行初步分析解释。

本次综合物探勘查根据电法、瞬变电磁法电阻率在平面和剖面上分布的均一程度将探查区划分为1区、2区和3区共三个区，在平面位置上1区位于探查区西南，2区位于泄洪沟两侧，3区位于探查区东北，在电阻率分布上1区和3区均一性差，2区均一程度相对较好。三个分带区同本区的地质层位基本对应，由于不同年代灰岩差异风化等因素使得1区和3区溶蚀程度较高，基岩界面处溶沟、石芽等溶蚀地貌发育，2区溶蚀程度相对低，灰岩完整性相对较好。通过物探勘察，查出了部分异常情况，基本探明地下岩溶分布，为降低受测区建筑物及其他设施的影响，对本次物探异常点加强岩土工程勘察验证，进一步探明异常区的具体工程地质特征，以便采取更加得当的地基处理措施。

四、结束语：

实践表明，在工程地质勘察中，尤其是在地质灾害易发区域进行工程建设时，单纯利用一种勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而多种勘探手段有机的综合使用，往往可取得事半功倍的效果。淮南市属于岩溶多发区，利用工程物探手段，提前探明规划区地质条件，尤其是断层以及岩溶分布情况，对下步工程钻探具有较强的指导意义，避免了工作的盲目性。

参考文献

[1]岩土工程勘察规范 GB50021-2001

[2]浅层地震勘查技术规范 DZ/0107-1997

电磁发射技术范文第2篇

（安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000）

摘要：为了研究线圈对电磁发射器的射击精度的影响，本文设计实现了一个两级线圈式电磁发射器.采用低压直流电源供电，由SG3525生成PWM波，经MC33883驱动MOS管全桥产生高频交流电，变压器升压后经整流、滤波，对电容进行充电.为精确控制发射电压，采用AVR单片机采集电容电压数据并实时显示，且可开关选择设定发射电压.两级线圈分别经可控硅和光电管控制触发.射击测试得到的实验数据显示发射器射击距离和打靶精度较高，与距离相比，误差不到5‰.该设计结果对线圈式发射器的未来应用具有一定的实际参考价值.

关键词 ：线圈式；电磁发射器；AVR单片机

中图分类号：TM15；TM383文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）02-0004-04

1 引言

电磁发射技术的应用领域非常广泛，不仅可以应用于军事、航天，还可以应用于民用领域.根据电磁发射结构和原理划分，主要有轨道式、线圈式和重接式三种[1-3].轨道发射技术因研究人员的重视发展相对较早，如电磁轨道炮、电磁列车等.电磁列车可以利用现有的火车轨道而无需重新铺设轨道，将列车箱体当作发射体，成本比磁悬浮列车低，而速度高于传统列车[4].电子控制和高储能密度大功率脉冲源技术使得电磁线圈发射技术得到了迅速发展，其优点主要有效率高、力学结构合理、弹丸与管壁无机械接触，且能突破化学能发射的有效载荷而把大质量的载荷高速发射，军事和民用领域应用都将极为广泛[2-5].关于电磁线圈发射技术的研究发展，美国在全球水平最高、技术最成熟、研究领域最广、投资规模最大，比其它国家明显领先.国内外报道的相关资料显示，电磁线圈发射技术在美国的军事领域被广泛应用.美国对电磁线圈发射技术展开了多方向研究，在军事领域的应用有飞机的电磁弹射系统和导弹电磁助推器等[2].近年来，工程技术人员和研究人员对于利用该技术进行电磁发射器的性能评测和优化设计做了大量的研究，在研究过程中一般都是采用仿真方法对线圈的实时电磁力、机械结构特性、制作方法，以及最优触发时序等进行分析优化[6-9]，而对于电磁发射器的发度的控制研究较少.本文利用电磁发射原理及前面的优化结果，在线圈式电磁发射结构的基础上，设计了一个两级电磁线圈发射器，并对发射器的精度进行了测试.本文设计的发射器一级线圈可采用开关触发或单片机控制的自动、定时触发；二级线圈则是利用光电对管检测弹丸通过情况并自动触发，该方法可以级联多级加速线圈，从而提高发射速度.

2 线圈式电磁发射技术原理

线圈式电磁发射器，又称线圈炮（coilgun），通过功率脉冲或交变电流感生的磁行波驱动弹丸线圈或铁磁材料弹丸，本质上就是一台直线型电机[3]，其构造一般为驱动线圈和一个弹丸，结构见图1所示.

驱动线圈是由储能元件供电；而弹丸上一般可绕制线圈，称为发射线圈，通过滑动电刷或等离子体的电弧放电来提供电流，也可采用铁磁材料弹丸上感生的涡流.两个线圈在相互之间的电磁力作用下可能出现吸引或排斥.当两个线圈的电流方向相反时，由于驱动线圈固定，则弹丸就会受到电磁力的排斥作用而被发射出去，且发射过程中磁悬浮效应使得弹丸不与弹管内壁发生机械接触，无摩擦阻力.因而，线圈式电磁发射技术力学结构合理，发射效率高，适合于发射大质量载荷.本文采用铁磁材料弹丸，只需将驱动线圈连接上储能元件，避免了弹丸供电需要的电刷换向装置.流过电流的线圈周围形成磁场，线圈的磁动势与线圈匝数N和电流i正比.若线圈磁阻为Rm，磁通量为φ，Rm为常数而φ与Ni成正比，则有Fm=Ni=φ·Rm.求下列积分即可得到线圈中储存的磁场能：

3 线圈式电磁发射器设计

设计中炮管采用的是直径为20mm的PVC管，在外管壁上采用直径为0.85mm的漆包铜线绕制了两级线圈.经计算测试，第一级线圈绕8层，长30mm，最底下第一层33匝，第二层32匝，以上各层依次递减，共236匝，第二级线圈缠绕5层，共124匝.采用电容组对两级线圈放电，产生一个大电流脉冲，使线圈产生强大持续时间短的变化磁场.发射炮弹采用直径20mm的铁球.所设计的二级线圈式电磁发射器如图2所示.

为便于携带，采用电池或其它低压直流电源供电，经逆变器转化为高频交流电，然后进行升压整流对电容充电.电源电路原理图如图3所示，SG3525利用反馈电流调节脉宽生成PWM波，经过MC33883驱动MOS管全桥，产生高频交流电.

全桥输出的高频交流电经过升压变压器升压得到较高的电压值，并经过整流、滤波后对电容进行充电，如图4.

采用ATmega328P单片机的23引脚连接储能电容，用来探测电容的电压，并通过TM1638驱动数码管L1和L2，实时显示充电过程中电容的电压大小.此外，为精确控制发射电压，将引脚PD0-PD7及PB8连接选择开关，用以选择设定好的发射电压.这样通过事先设定和实时显示电容电压，可以大大提高电磁发射器精度.

为避免电容同时处于充电和放电状态，设计中采用了继电保护模块器，见图5.S2未按下时，继电器为常闭状态，当S1按下后，OUT1输出高电压给电容组充电；S2按下后，电流经过R1与C1和K1汇合于GND流出，继电器K1线圈有电流流过，产生磁电效应，衔铁在电磁力作用下被吸合向铁芯，并由OUT2向可控硅输出高电压，使电容组放电.

一级驱动线圈触发控制电路的工作原理如图6所示，运用可控硅宽范围的电流和电压控制能力来实现器件的开启或关闭.当单级可控硅管的CSR_G端接收到高电平时，C1对线圈瞬间放电，形成一个大的脉冲电流，产生强磁场驱动弹丸.当电容放电结束时，可控硅截断.续流二极管D2用来防止可控硅截断时的反向电流，避免损坏电路.

二级驱动线圈触发控制电路的工作原理如图7所示.常态下，光电对管的发射管D1发出的光束直接照射接收管D2，使得D2的电阻减小.于是，LM358的引脚7输出为高电平，使得三极管Q1截止，OUT输出为低电平，使可控硅截断.当弹丸通过时，遮挡住D1直接照射到D2的光束，D2电阻变高，导致LM358输出为低电平，从而使得三极管Q1饱和，OUT输出高电平到可控硅G端，导通可控硅使得电容组放电，形成的强脉冲电流流过线圈产生强磁场，继续推动弹丸增加运动速度.二级线圈及后面的多级线圈采用光电对管检测控制可以实现自动触发，从而便于级联更多级的驱动线圈来实现更高的发射速度.

4 发射器精度实验测试

为测试线圈式电磁发射器的发度，下面主要从发射器的射击距离和打靶准确度两方面来测量.经整流、滤波后给电容充电的交流电的频率和电压幅值，可以通过PMW脉宽调制器调节输出再经MOS管全桥和变压器升压产生.因此，首先对SG3525控制电压与输出脉冲占空比进行了测试，以便选择合适的输入电压，测试结果如图8所示.从图中可以看出，当输入电压超过3.2V之后，占空比基本上保持不变.

为了便于测量，对于射击距离和打靶准确度的测试，选择距离分别为2米和4米，目标靶距离3米，靶心高度为64cm.电压值的大小决定了弹丸发射速度的不同，因而也就使得弹丸射击的水平距离不同.一般电压值越大，水平距离越远.为了初略了解电压与距离的关系，试选择了不同电压进行射击，得出的结果见图9.由图可知，为了使射击距离精确为2米和4米，后面的实验测试分别选择191V和257V电压.

实际发射过程中，有多种客观情况对弹丸的发射距离产生影响，如风力大小、空气湿度等.为了了解线圈式电磁发射器自身因素对发射距离精度的影响，下面分别将发射电压设置为191V和257V，并都进行了10次实验，实验结果如图10所示.

由于固定了目标靶位置及靶心，为测试打靶情况，首先通过实验确定在不同的发射电压下，弹丸击中目标靶的位置，经过射击实验得到的发射电压与弹丸击中靶的高度如图11所示.据此，选择打靶的发射电压为254V，打中靶的位置高度如图12所示.从图中可以看出，弹丸击中靶的位置基本上都落在靶心位置，误差在-5~5mm以内，可见所设计的电磁发射器具有较高的准确度.

5 结论

本文运用AVR单片机进行精确控制，设计实现了一个两级线圈式电磁发射器.为了携带方便，运用低压直流电源供电，通过改变PMW脉宽调制器SG3525输入调节输出的频率和电压幅值，再经过MC33883驱动MOS管全桥产生高频交流电，以及变压器升压、整流、滤波之后，对电容进行充电.还可以通过手动开关选择设定发射电压，且充电电压通过AVR单片机采集并输出经数码管显示.第一级线圈采用可控硅控制触发，第二级线圈利用光电对管检测弹丸的通过情况进行控制可控硅实现触发.最后经过实际射击测试，得到的数据显示发射器具有较高的精度.

参考文献：

〔1〕李军，严萍，袁伟群.电磁轨道炮发射技术的发展与现状[J].高电压技术，2014,40(4):1052-1064.

〔2〕邹本贵,曹延杰.美军电磁线圈发射技术发展综述[J].微电机，2011,44(1):84-89.

〔3〕王莹,肖峰.电炮原理[M].北京：国防工业出版社,1995.93-178.

〔4〕杨世荣,王莹,徐海荣,骆颖.电磁发射器的原理与应用[J].物理学和高新技术,2003,34(4):253-256.

〔5〕Driga M D, Weldon W F, Woodson H H. Electromagnetic Induction Launchers [J]. IEEE Transactions on Magnetics, 1986, 22(6):1453 - 1458.

〔6〕张亚东，张为杰，杨胜宽，张俊，阮江军，刘开培.电磁驱动线圈的力学特性及制作方法[J].高电压技术,2014,40(4):1186-1193

〔7〕李献,王秋良,刘建华.直线感应电磁发射器分析与优化[J].电工电能新技术,2010,29(2):43-47.

电磁发射技术范文第3篇

【关键词】电磁发射 电磁炮 射钉枪

线圈式电磁炮基本原理是利用高能的脉冲电流瞬间通过发射线圈，产生高密度磁感线瞬间磁化铁磁性弹丸。将电能转化为磁能再通过磁场作用转化为弹丸的动能，从而达到预期目的。电磁发射技术具有诸多优点：具有较大的发射动能、威力大、无噪声、无烟雾，体积小质量轻，方便携带。而线圈式电磁炮由于不足以满足军事需求，在军事方面的研究慢慢变淡。但其在电磁射钉枪这一领域还是具有很大潜力的。目前投入市场的射钉枪主要有两种形式：空气压缩驱动式式射钉枪和火药驱动式射钉枪。压缩气体式射钉枪主要靠空气压缩机获得高压空气，用空气压力将钉子射出。相比下其缺点在于应用时需配备体积较大的笨重的空气压缩机，且压缩机的购买成本比较高。而火药式射钉枪主要靠子弹的火药爆炸力主动钉子前进，但其发射过程中会产生较大的声响，会影响到施工人员与他人的健康甚至对耳朵造成失聪的危害。而且每一次的发射成本比较高。而基于线圈式电磁炮原理的射钉枪恰好弥补了他们的缺点。

图1

原理图（图1）首先通过全桥整流电路将220v市电进行整流，经限流电阻后给储能电容充电。充电完成关闭充电开关，打开发射开关。储能电容的能量会瞬间释放在发射线圈内，并在发射线圈内产生强磁场。利用强磁场就可以将铁磁性炮弹瞬间磁化，从而利用一行磁极相吸引的原理将子弹吸引，子弹会获得较大的动能发射出去，从而达到预期目的。

2 电磁炮的新的应用领域――射钉枪

2.1线圈跑的发展史

线圈炮是最早出现的电磁炮，1845年就有人用其将一根金属棒打出二十米远。1901年第一台电磁炮正式诞生，并可以将一枚500g的弹丸加速到500m/s. 自此以后人们开始研究，使其射速更快射程更远以用于军事战争中，而后在军事方面逐渐被轨道炮所取代。

2.2线圈炮的优点及改造

虽然其不能满足现代战争的要求，但其存在诸多优点：发射的初速度极高、发射成本相对于其它发射方式要低很多、而且弹道相对垂直、受环境影响小、无后坐力、射程远、贯穿性强、对环境无污染等诸多优点。针对其诸多优点，我们完全可以将其应用于新的领域：射钉枪发射系统。它的各项性能指标完全可以满足民用射钉枪的发射需求，从而引起民用射

钉枪产品的一次巨大变革。它的众多优点是火药式射钉枪和压缩器式射钉枪无法比拟的。

它会带来射钉枪产品的一次巨大变革。首先该种射钉枪的可以做到体积小便于携带搬运，而相同类型的压缩空气式射钉枪必须配备一台体积较大的笨重的空气压缩机。这种射钉枪可以减少的运输成本，不必再搬着笨重的空气压缩机。相比于火药式的射钉枪而言，这种电磁式射钉枪在使用过程中不会产生巨大的噪声，而且这种射钉枪发射相同数目的子弹用时远小于火药式射钉枪。而且电磁式射钉枪的发射枪筒的质量可以做到300g左右，然而另外两种发射器最轻也要1500g左右。这种射钉枪质量较小可以减轻操作人员的疲劳度。综上，电磁式射钉枪可以很大程度上的减小对工作人员健康的损害。

2.3所制作电磁射钉枪的相关参数

2.3.1 发射时间

根据一阶电路电容充电时间T的计算公式：t=RC

注：式中 T为电容达到稳态的充电时间；R为电路中的限流电阻的值； C为电路中电容的值。所选限流电阻为1KΩ、电容为三支220uf电容并联（并联后等效电容值为660uf）那么根据上述公式电容的充电时间T=3*220*10^（-6）*1000=0.66s。这就意味着该种电磁射钉枪的最小发射时间间隔为0.66s，这完全可以满足射钉枪的连续射击的工作要求。

2.3.2射钉枪发射子弹的初速度的计算方法

射出子弹的初速度计算原理：已知物体所处高度为Hm，即可根据H=1/2*g*t^2算出落地时间t。然后测量出子弹飞行距离S。根据S=V*t计算出子弹的飞行速度。

3 结语

将线圈炮原理的发射器制成民用射钉枪是具有可行性的。

参考文献：

[1]冯慈璋，马西奎.工程电磁场导论[M].高等教育出版社，2000.

[2]王兆安，黄俊.电力电子技术第四版[M].机械工业出版社，2012.

电磁发射技术范文第4篇

关键词：电磁兼容；RE102；电磁辐射发射；电磁干扰

中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）25-0062-03

电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的设备都能正常工作而互不干扰，达到“兼容”状态。要获得电磁兼容的理想结果，需要从两个方面来对设备的电磁特性提出要求：降低电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI），即要求设备向外界产生的电磁干扰必须低于某一极限值；提高设备电磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility，EMS），即保证设备在某一限值下具有足够的抗电磁干扰能力。

1 电磁兼容检测的重要性

电子技术的发展和应用造成电磁环境的不断恶化，使人们对环境保护意识大大增强。在民用方面，我国已经将产品的电磁兼容性要求纳入了强制性产品认证范围，国家规定从2003年5月11日起凡列入国家强制性产品认证目录的产品未经认证不得出厂、进口和销售；在军用方面，军用电子装备在工程研制阶段须对装备电磁兼容性进行检测，在定型阶段需在有相应资质的第三方实验室进行电磁兼容性鉴定试验，试验结果作为装备定型的重要依据。

2 电磁兼容检测手段

目前，军民品电磁兼容性检测通常在满足相应国标或国军标的电磁兼容实验室进行检测。电磁兼容实验室由半电波暗室、屏蔽室测试场地和专用的电磁兼容测试系统组成。电磁兼容实验室建设、维护费用较高，通常具有一定实力和规模的企事业单位才会单独拥有电磁兼容实验室。

3 电流探头感应检测方法

3.1 问题提出

在军用电子装备电磁兼容性所有检测项目中，当属RE102电场辐射发射最难达标。在降低电场辐射发射方面，涉及到电磁干扰三要素（电磁干扰源、电磁耦合路径和电磁敏感源）的两大要素：电磁干扰源和电磁耦合路径。电子装备内部电路板级存在电磁干扰源，在较宽的频率范围内会产生电磁干扰信号，且不可能从根本上消除掉，只能通过PCB板级电磁兼容设计技术措施（如元器件选型、PCB板层划分、布局、布线、接地、局部屏蔽和滤波等）降低干扰源的干扰信号强度；电子装备的金属机箱结构尽管理论上有很高的屏蔽效能，但由于机箱缝隙、孔洞及接插件等电磁泄漏因素的存在，使得机箱屏蔽效能显著降低。因此，分析、定位、排除RE102电场辐射发射超标现象较为棘手。若采取在电磁兼容实验室测试-整改-测试的传统方法，将费时费力。

图1 RE102电场辐射发射测试框图

3.2 电流探头感应检测法原理

理论和实践经验表明，当电缆尺寸与电磁波的1/4波长可比拟时，电缆可等效为天线，将电磁波有效辐射出去。由于军用电子设备机箱电缆的存在，在30～300MHz频率范围内的电磁信号泄漏电缆辐射是主要因素。电磁干扰信号在电缆内形成干扰电流，继而以电磁波方式辐射出去，导致RE102测试项检测超标。因此，可通过检测电缆内的干扰电流强度估算电场辐射发射强度，为电场辐射发射超标问题整改提供有效验证手段。

图2 电流探头感应检测法框图

具体检测流程如下：如图2所示，将电流探头卡在待测电缆上，电流探头信号输出端口与频谱分析仪射频输入端口相连。电流探头将感应到的电缆内的电磁干扰电流转换为电压输出给频谱分析仪，从频谱分析仪上读出干扰信号强度，根据频谱分析仪读数大小可推断电缆内电磁干扰信号强弱，从而估算出通过电缆辐射的电磁干扰信号强弱。通过比较在采取加强电缆屏蔽或电缆信号接口滤波或减少PCB板级干扰强度等措施前后频谱分析仪读数大小，可简单、快捷地定性和定量分析所采取的降低通过电缆辐射发射电磁干扰信号措施的有效性。

4 试验验证

被测件选择长度为1.5米的电缆（用金属丝网屏蔽和不屏蔽两种情况），电缆终端50欧负载匹配端接，利用信号发生器模拟干扰信号。信号源输出幅度为0dBm、频率分别为60MHz和100MHz的信号给被测电缆。

4.1 RE102标准测试方法

在电磁兼容实验室，按照GJB 152A-1997规定的RE102测试方法对非屏蔽电缆和屏蔽电缆分别进行测量，测试配置框图如图1所示，扫描测试图及试验数据如图3至图6及表1所示：

4.2 电流探头感应法

采用电流探头感应法对非屏蔽电缆和屏蔽电缆分别进行测量，测试配置框图如图2所示，测试图及试验数据如图7至图10及表2所示：

4.3 试验数据分析

从两种验证试验数据可以看出，电缆在不屏蔽和屏蔽条件下，电磁兼容实验室RE102标准试验方法与电流探头感应法两种检测方法得到的试验结果呈现出相似的规律性和趋势。因此，可通过便捷且对场地无特殊要求的电流探头感应法定性和定量检测电缆辐射发射干扰信号强弱，同时也可对所采取的整改措施的有效性进行评估和验证。

5 结语

通过以上理论分析和试验验证可知，针对电场辐射发射通过电缆而引发的电磁辐射发射干扰问题，在摸底及问题整改阶段，可用电流探头感应法取代在电磁兼容实验室环境条件下的RE102标准测试方法，评估电子设备电场辐射发射干扰水平和验证所采取整改措施的有效性，简化试验过程，有效提高费效比。

参考文献

[1] 杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].北京：电子工业出版社，2004.

电磁发射技术范文第5篇

关键词电磁辐射;污染;环境

中图分类号X9 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0204-01

随着科学技术的不断发展,电磁技术已广泛应用于国民经济的各个部门。它的应用不仅给人类创造了巨大的物质文明,同时也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射就像太阳和紫外线的关系一样,人类要享受阳光,就不可避免的接受紫外线的辐射。伴随着电子产业及通信业的迅猛发展,电磁辐射所造成的环境污染问题越来越突出。存在于空间的电磁场和其它污染物一样,对人们的生产和生活产生各种不良影响。现代研究发现,小至空调、电脑、电视、微波炉、电热毯、手机、电动剃须刀等家用电器,大到雷达、中继通信、卫星通信、遥测遥感等电器设备,在正常工作时都会产生电磁波。这种电磁波是一种高速传播的光子流,也是一种被科学家称之为“电子垃圾”的微粒物质,又叫电磁烟雾或电磁辐射,有人将电磁烟雾污染称作继大气污染、水污染和噪声污染之后,威胁人类健康的第四大污染。

1何谓电磁辐射污染

电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。它是指各种天然的和人为的电磁波干扰和有害的电磁辐射。天然电磁辐射是某些自然现象引起的,包括雷电、火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴、新星爆发、宇宙射线等。人为电磁辐射源是指人工制造的各种系统、电气和电子设备产生的电磁辐射,包括脉冲放电、工频渐变电磁场、射频电磁辐射等。从理论上来讲,电场和磁场的交互变化产生电磁波,电磁波向空中发射的现象,叫电磁辐射,过量的电磁辐射造成了电磁污染。在这个电子产品充斥的时代,环境中的电磁辐射几乎无处不在,尤其是摆满各种家电产品的房间,电磁辐射源更多。通常情况下,电磁辐射能干扰电视的收看,使图像不清或变形,并发出噪声;会干扰收音机和通信系统工作,使自动控制装置发生故障,使飞机导航仪表发生错误和偏差,影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。专家指出,并非所有的电磁辐射都会伤害人体,电磁辐射和电磁污染其实是两个概念。电磁污染是电磁辐射超过一定强度(即安全卫生标准限值)后的结果,电磁污染会对人体产生负面效应,如头疼、失眠、记忆衰退、血压升高或下降、心脏出现间歇性异常等。

2大环境中的电磁辐射与污染

在人们工作和生活的环境里,许多大、中型发射系统在工作着,为人类的精神、文化生活与通信事业提供服务,促进社会的发展与进步。然而,一旦这些系统设计不完善、安装不合理、架设不妥当,特别是距离居民生活区过近,则会带来意想不到的影响与危害。在这类系统中,以广播电视发射系统、微波发射系统最为突出。

2.1广播电视发射系统的电磁辐射与污染

所谓广播,是指以公众直接接收信号为目标的电波辐射。广播所发射的电波,可以把各种大量的信息准确、及时地传送给众多的接收对象。广播不同于无线电通信与导航,无线电通信与导航是以特定的对象为目标的电波发射。广播发射主要是通过特定天线将电磁能量以电磁波形式传播。

2.2微波发射系统电磁辐射污染与危害

微波辐射是强大的电磁辐射源。其主要污染场源包括雷达天线、工作电路、磁控管、速调管、敞开的波导管及加热器的开口等。由于天线系统的旋转,会使周围环境受到比较严重的污染,其强度由几十微瓦/平方厘米到几十毫米/平方厘米,甚至更大些。在工厂车间内调试时,由于波反射的结果,有可能造成更强大的辐射。

3电磁辐射污染七大危害

电磁辐射污染又称电子雾污染,高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机以及手机等家用电器工作时,会产生各种不同频率的电磁波,对人体造成污染;长期暴露在超过国家规定的安全的辐射剂量下的人体,体内细胞会被大面积杀伤或杀死,导致病变。专家指出,电磁辐射污染有可能导致以下疾病:

1)儿童易患白血病,长期处于高电磁辐射的环境中,会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。

2)诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能,严重的会诱发癌症,并会加速人体癌细胞增殖。

3)影响人的生育功能,男性质量降低,孕妇发生自然流产和胎儿畸形。现在不孕不育高发很大程度上与电磁辐射有关。

4)导致儿童智力残缺,变成所谓的弱智儿童。

5)影响人们的心血管系统。造成人们心悸、失眠,部分女性经期紊乱、心动过缓、心搏血量减少、窦性心率不齐、白细胞减少、免疫功能下降。

4防范电磁污染的五种方法

专家建议,如果经常要接触和操作能产生电磁波辐射的产品的人,应当穿好防辐射服、配备防辐射屏等,以减少电磁辐射的伤害。市场上防辐射产品可分为两大类:普通屏蔽材料和吸波材料。普通屏蔽材料是由金属网、金属膜及掺金属纤维纺织品及其他材料组成,它使电磁波改变方向,但电磁波辐射依然客观存在,还可能给我们的生活、工作环境空间造成严重二次污染。吸波材料则利用电磁能量转换的原理,吸收电磁波转化为对人体及工作、生活的自然环境无任何危害的热能散发,从根源上彻底地削弱电磁波辐射,不会发生反射造成二次污染。而如今风靡一时的孕妇穿的防辐射服在一定程度上能降低辐射污染。在上海这样的大城市,几乎80%的孕妇会有1至2件防辐射服。防范电磁污染可以从以下几个方面着手:

1)购买家用电器和办公自动化设备时,一定要买正规企业生产的合格产品,必须通过3C认证。因为合格产品的电磁辐射值在国家规定的安全范围以内。

2)在使用电器的时候,要保持一定的距离。彩电的距离应在4-5米,日光灯距离应在2-3米,微波炉开启之后离开至少1米远。

3)注意室内办公设备和家用电器的安排,不要集中摆放。特别是一些易产生电磁波的家用电器,如收音机、电视机、电脑、电冰箱等,不宜集中摆放在卧室里。而且还要注意自己的卧床头部是否对着邻居的电视机,以免直接遭受电磁辐射。

参考文献

[1]薄琳.电磁辐射污染危害与预防[J].内蒙古科技与经济,2009.