電子設備電磁兼容性結構設計

周忠元，東南大學機械工程學院教授，博士生導師。長期從事電磁兼容及電磁環境效應領域的人才培養和科研工作，主要研究方向為電磁兼容設計、電磁兼容及電磁環境效應試驗評估技術、電磁防護材料及器件性能測試技術等。擔任江蘇省電機工程學會電磁兼容專業委員會副主任委員、全國無線電幹擾標準化技術委員會A分會委員、全國電磁兼容標準化技術委員會B分會委員、全國電磁屏蔽材料標準化技術委員會委員。突破屏蔽材料、屏蔽殼體和屏蔽電纜電磁屏蔽性能測試等關鍵技術，參與制修訂國家級電磁兼容性標準20餘項，作為第一起草人和技術負責人制修訂GB/T 39278—2020《0.1m～2m屏蔽殼體屏蔽效能的測量方法》、GB/T 17626.20—2014《電磁兼容 試驗和測量技術 橫電磁波（TEM）波導中的發射和抗擾度試驗》等國家級標準，研究成果獲國家發明專利10餘項，獲省部級科技進步二等獎4項。

第1章 電磁兼容性概述
1.1 電磁兼容性的概念
1.1.1 電磁兼容性的發展歷程
1.1.2 電磁兼容性的定義
1.1.3 電磁幹擾三要素
1.1.4 常用術語
1.2 研究進展與發展趨勢
1.2.1 電磁兼容研究的技術領域
1.2.2 從電磁兼容性到電磁環境效應
1.2.3 電磁兼容性設計技術
1.2.4 電磁兼容性測試技術
第2章 電磁兼容性要求
2.1 電磁兼容性標準與規範
2.1.1 電磁兼容性標準體系
2.1.2 常用的電磁兼容性國家標準
2.1.3 電磁兼容性國家軍用標準
2.1.4 GJB 151標準介紹
2.1.5 電磁兼容性標準的剪裁
2.2 常用的電磁兼容性計量單位及換算關系
2.2.1 分貝
2.2.2 不同計量單位之間的換算
2.3 電磁兼容性認證要求
2.3.1 電子產品電磁兼容性認證
2.3.2 電磁兼容性測試機構資質的認證
2.3.3 工程技術人員電磁兼容性技能資質的認證
2.4 電磁兼容性設計要求
2.4.1 電磁兼容設計的效費比
2.4.2 全壽命周期的電磁兼容性
2.4.3 通用電磁兼容性設計要求
第3章 集總參數電路基礎
3.1 導體與回路的阻抗
3.1.1 直流電阻
3.1.2 射頻阻抗
3.2 無源元件的特性
3.2.1 電阻器
3.2.2 電容器
3.2.3 電感器
3.2.4 鐵氧體元件和材料
3.2.5 共模扼流圈
3.3 信號的特征分析
3.3.1 周期信號的頻譜
3.3.2 非周期信號的頻譜
3.3.3 常見信號的頻譜特征
第4章 電磁場與微波技術基礎
4.1 傳輸線理論
4.1.1 無限長無損耗雙線傳輸線
4.1.2 端接負載的無損耗傳輸線
4.1.3 反射系數、駐波比、Smith圓圖
4.1.4 有耗傳輸線
4.2 電磁場理論
4.2.1 麥克斯韋方程組
4.2.2 理想媒質中的平面電磁波
4.2.3 電磁傳輸媒質
4.2.4 導電媒質中的電磁波
4.2.5 電磁波的極化
4.2.6 垂直入射電磁波的反射
4.3 波導
4.3.1 從雙線傳輸線到波導
4.3.2 矩形波導
4.3.3 圓波導
4.3.4 波導中的衰減
4.3.5 波導在電子設備通風結構中的應用
4.4 天線
4.4.1 電偶極子和磁偶極子
4.4.2 近場區和遠場區
4.4.3 天線的性能參數
4.4.4 半波對稱振子天線
第5章 電磁騷擾源與耦合方式
5.1 電磁騷擾源
5.1.1 自然騷擾源
5.1.2 人為騷擾源
5.1.3 電磁脈沖
5.2 傳導耦合
5.2.1 電阻性耦合
5.2.2 公共阻抗耦合
5.3 輻射耦合
5.3.1 線纜耦合
5.3.2 天線耦合
5.3.3 場線耦合
第6章 屏蔽設計
6.1 屏蔽與屏蔽效能
6.2 電屏蔽
6.2.1 電屏蔽原理
6.2.2 電屏蔽的設計
6.3 磁屏蔽
6.3.1 磁屏蔽原理
6.3.2 磁屏蔽材料
6.3.3 磁屏蔽的設計
6.3.4 減小磁場幹擾的其他措施
6.3.5 磁屏蔽材料屏蔽效能的測量方法
6.4 電磁屏蔽
6.4.1 理想屏蔽體的電磁屏蔽原理
6.4.2 多層屏蔽
6.4.3 電磁屏蔽材料
6.4.4 材料電磁屏蔽效能測試方法
6.5 屏蔽完整性設計
6.5.1 實際屏蔽體的屏蔽效能
6.5.2 孔縫的電磁泄漏
6.5.3 孔縫的屏蔽設計
6.5.4 進出線纜的屏蔽設計
6.6 屏蔽殼體的屏蔽效能
6.6.1 空腔諧振
6.6.2 加載效應
6.6.3 屏蔽效能的期望值
6.6.4 屏蔽殼體的屏蔽效能測量
6.7 電磁屏蔽設計
6.7.1 電磁屏蔽設計程序
6.7.2 典型機櫃屏蔽設計
第7章 接地和搭接
7.1 接地設計
7.1.1 接地目的
7.1.2 接地方式
7.1.3 接地裝置
7.1.4 地線中的幹擾
7.1.5 地線中的幹擾抑制
7.1.6 阻隔地環路幹擾的措施
7.1.7 接地方式的選擇
7.1.8 接地電阻的測量
7.2 搭接和搭接效能
7.2.1 搭接和搭接效能的概念
7.2.2 搭接條（片）的形式和選材
7.2.3 搭接表面的處理
7.2.4 搭接的一般原則
7.2.5 間接搭接結構舉例
7.2.6 射頻搭接阻抗測量方法
第8章 線纜及其敷設
8.1 線纜輻射與線纜屏蔽效能測試方法
8.1.1 差模電流的輻射模型
8.1.2 共模電流的輻射模型
8.1.3 屏蔽電纜及其屏蔽效能
8.1.4 扭絞線
8.1.5 線纜屏蔽效能測試方法
8.2 串擾
8.2.1 三導體傳輸線方程的建立
8.2.2 三導體傳輸線方程的求解
8.2.3 案例—單線與單線間的串擾
8.3 線纜敷設
8.3.1 線纜分類
8.3.2 最小間距
8.3.3 電纜的選用
第9章 濾波和強電磁脈沖防護加固
9.1 電磁幹擾抑制濾波器概述
9.1.1 濾波器的基本類型
9.1.2 電磁幹擾抑制濾波器的特點
9.1.3 電磁幹擾抑制濾波器的特性
9.2 電磁幹擾抑制濾波器的基本原理
9.2.1 集總參數濾波器
9.2.2 有源濾波器
9.2.3 微波濾波器
9.3 電磁幹擾抑制濾波器的性能測試和安裝使用
9.3.1 濾波器的插入損耗測量方法
9.3.2 濾波器的選用原則
9.3.3 濾波器的安裝使用
9.3.4 濾波器的應用實例
9.4 強電磁脈沖防護加固
9.4.1 強電磁脈沖防護加固的總體思路
9.4.2 強電磁脈沖防護加固技術
9.4.3 瞬態幹擾抑制器件
9.4.4 強電磁脈沖防護措施的綜合應用
第10章 電磁兼容性建模與仿真
10.1 電磁兼容性仿真技術簡介
10.2 電磁兼容性建模與求解
10.2.1 電磁兼容性問題求解方法簡介
10.2.2 電磁兼容性仿真算法簡介
10.2.3 電磁兼容性仿真軟件
10.3 電子設備結構電磁兼容性仿真與驗證
10.3.1 屏蔽體屏蔽效能
10.3.2 串擾和場線耦合
第11章 典型產品電磁兼容性結構設計
11.1 設計輸入
11.1.1 CE101 25Hz～10kHz電源線傳導發射限值
11.1.2 CE102 10kHz～10MHz電源線傳導發射限值
11.1.3 CS101 25Hz～150kHz電源線傳導敏感度限值
11.1.4 CS106電源線尖峰信號傳導敏感度限值
11.1.5 CS114 4kHz～400MHz電纜束註入傳導敏感度限值
11.1.6 CS116 10kHz～100MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬態傳導敏感度限值
11.1.7 RE101 25Hz～100kHz磁場輻射發射限值
11.1.8 RE102 10kHz～18GHz電場輻射發射限值
11.1.9 RS101 25Hz～100kHz磁場輻射敏感度限值
11.1.10 RS103 10kHz～40GHz電場輻射敏感度限值
11.2 方案設計
11.3 具體設計
11.3.1 CE101設計
11.3.2 CE102設計
11.3.3 CS101設計
11.3.4 CS106設計
11.3.5 CS114設計
11.3.6 CS116設計
11.3.7 RE101設計
11.3.8 RE102設計
11.3.9 RS101設計
11.3.10 RS103設計
11.4 設計驗證
11.4.1 CE101和CE102設計驗證
11.4.2 RE101設計驗證
11.4.3 RE102設計驗證
11.4.4 敏感度項目設計驗證
參考文獻