28 电尺寸与电磁频谱.PPT

* 2.8 电尺寸与电磁频谱 * 在EMC领域，乃至于整个电磁领域中，研究对象的电尺寸与电磁辐射的电磁频谱是讨论电磁兼容问题的基础内容，需要在基本概念中充分重视和认识。 * 电尺寸 用波长来度量，定义为电磁辐射结构的物理尺寸与其辐射的电磁波波长的比值。 如前面讲到的，虽然麦克斯韦方程可以解释所有的电磁现象，但从数学上来讲它们是相当复杂的。 简单的方法：集总参数电路模型和基尔霍夫定律。那么在什么条件下可以使用这一简单方法呢？ * 通常工程中采用的原则：电路的最大物理尺寸小于波长的1/10时，可认为电路是电小尺寸。 考虑波的传播特性，穿过元件和连接导线的电流波所需的有效时延为： 其中，l为元件及其连接导线的总长度，v为波速。 * 设电流及其相关波形为正弦波： 当电磁波从左边的连接导线的一端开始传播，经过元件，到达右边的连接导线的另一端时所经历的相移为 波长与相位常数之间的关系为 相对波长的比例 * 一般而言，当连接导线的物理长度使其相移可以忽略不计时，电路的集总参数模型据以替代实际电路。 从前面的内容中可以看到，电磁场的特性与其所处媒介相关。具体是指与电磁材料或媒质的电参数相关。 * 其中表中的相对值为相对于铜而言，铜的电导率为5.82×107S/m * 广播/电视发射的无线电波、雷达站发射的微波、红外、可见光、X射线和γ射线等都是电磁波。在自由空间中，电磁波以光速传播。其波长与波速和频率满足如下关系： 其波长与波速和频率满足如下关系： 其中，v涉及到材料中的电磁速度。 * 频率常用单位 波长常用单位 * 理论上将，电磁波的频率可以从零到无限大，实际上现在所掌握的电磁波的频率范围是有限的。电磁波的频率范围称为电磁频谱或波谱。 其中，一些频率范围按照传统应用而分段确定。例如：普通无线电包括3kHz~300MHz的范围，广义的微波则包括了300MHz~3000GHz的范围，可见光则包括380~770THz的范围等。 电磁波频谱 * * 由于电磁波的广泛应用，需要了解宽范围的工作频率。常用的有，如IEEE的频谱分类。 * 在电磁分析中，波长和频率是相应存在的，其共同描述了电磁场的特性。另外，对于频谱的定义则具有一定实际应用背景的限制和沿袭。