《電磁場(chǎng)與電磁兼容》試卷10112A

1、北 京 交 通 大 學(xué) 考 試 試 題課程名稱：?電磁場(chǎng)與電磁兼容? 2021年2021年度第二學(xué)期 A卷請(qǐng)考生注意：本試卷共有九道大題所在學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)題號(hào)一二三四五六七八九總分得分閱卷人一、 請(qǐng)寫出電磁兼容的三要素6分答：騷擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備二、 可用于近似分析架設(shè)在地面上的天線特性的根本原理是什么？該原理的主要內(nèi)容以及實(shí)質(zhì)是什么？6分答：鏡像原理：架設(shè)在理想導(dǎo)電平面上的天線，在任一觀測(cè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為直射波與反射波的疊加。可以用一個(gè)鏡像天線作為反射波的等效源。鏡像天線的電流大小與實(shí)際天線相等，方向?yàn)槭狗瓷洳ㄅc直射波在導(dǎo)電平面上滿足邊界條件，垂直天線的鏡像天線垂直，電流方向與實(shí)際天線相同

2、，大小相等，水平天線的鏡像天線水平，電流方向與實(shí)際天線方向相反，大小相等。實(shí)質(zhì)：用集中鏡像電流代替分布感應(yīng)場(chǎng)電流。三、 圖示濾波器的安裝是否正確？如果不正確應(yīng)如何改良？8分答：不正確。濾波器沒有良好接地，通過細(xì)線接地，高頻效果很差。改良：去掉地線，去掉絕緣層，使濾波器的金屬外殼大面積地貼在金屬機(jī)箱的導(dǎo)電外表上。濾波器應(yīng)離入口處近些。四、 接地是解決電磁干擾問題的有效措施，但接地不良反而會(huì)增加干擾。請(qǐng)問為什么？可以采用什么措施解決由地環(huán)路所引入的干擾？8分答：1.地線存在阻抗，假設(shè)接地不良，可能會(huì)引起地線阻抗干擾；地線可能會(huì)與設(shè)備構(gòu)成環(huán)路，引起地環(huán)路干擾；此外多根地線之間或地線與設(shè)備之間還可能引

3、起線間耦合干擾。2減小地線阻抗，以減小干擾電壓；增加環(huán)路阻抗，以減小干擾電流，可通過隔離變壓器、光電耦合器、共模扼流圈、平衡電路等來實(shí)現(xiàn)。五、 供電電源為50Hz、220V的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，要判定它的電磁兼容性能是否合格，典型的需要對(duì)該計(jì)算機(jī)進(jìn)行哪幾項(xiàng)電磁兼容性能的測(cè)量？在抗擾度測(cè)試中，對(duì)被測(cè)計(jì)算機(jī)施加的干擾信號(hào)分別模擬實(shí)際應(yīng)用中的哪些干擾？10分答：1電磁騷擾發(fā)射測(cè)試和電磁抗擾度測(cè)試，其中電磁騷擾發(fā)射測(cè)試包括傳導(dǎo)騷擾測(cè)試和輻射騷擾測(cè)試；電磁抗擾度測(cè)試包括靜電抗擾度測(cè)試、浪涌抗擾度測(cè)試、電快速脈沖群抗擾度測(cè)試、射頻輻射場(chǎng)抗擾度測(cè)試，射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試。2浪涌抗擾度測(cè)試模擬電源系統(tǒng)開關(guān)以及雷

4、擊的影響，感應(yīng)雷靜電抗擾度測(cè)試模擬人體靜電放電對(duì)設(shè)備的干擾電快速脈沖群抗擾度測(cè)試模擬感應(yīng)負(fù)載斷電產(chǎn)生的干擾噪聲射頻輻射場(chǎng)抗擾度測(cè)試模擬來自空間的電磁波產(chǎn)生的騷擾射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試模擬低頻電磁波在電纜上感應(yīng)出共模電壓或電流，以傳導(dǎo)的方式對(duì)敏感設(shè)備造成的騷擾。六、 請(qǐng)畫出測(cè)量空間某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量系統(tǒng)框圖。天線在450MHz時(shí)的天線校正系數(shù)是12dB，測(cè)量接收機(jī)的讀數(shù)為37dBV, 電纜損耗為3.2dB，求該測(cè)試點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？10分答： 七、 如果圖中兩導(dǎo)線間的分布電容為50pF，導(dǎo)線對(duì)地分布電容為150pF，導(dǎo)線1端接1MHz、10V的交流信號(hào)源。請(qǐng)推導(dǎo)騷擾電壓U1和負(fù)載上的感

5、應(yīng)電壓U2之間的關(guān)系，并求當(dāng)導(dǎo)線2端接的負(fù)載電阻R分別為1無限大和250時(shí)，導(dǎo)線2的感應(yīng)電壓為多少？16分解： 1時(shí)， 那么2R=50時(shí) 那么八、 信號(hào)源通過一根2m長(zhǎng)的信號(hào)線向某一設(shè)備傳輸上升沿時(shí)間為4ns，大小為35mA的對(duì)稱方波信號(hào)，方波信號(hào)的占空比為50%，周期為40ns。信號(hào)源和該設(shè)備分別接地，兩根信號(hào)線之間的間距為10cm，整個(gè)系統(tǒng)放置于金屬地面上，如下圖。求該方波信號(hào)的1次諧波在距離該系統(tǒng)3m處輻射的最大騷擾場(chǎng)強(qiáng)。采用哪些方法和措施可以減小該方波信號(hào)的對(duì)外輻射？20分解：設(shè)一次諧波電流為， d=0.5，由于形成環(huán)路，那么為差模輻射 因此為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射，同時(shí)因此可看成磁小環(huán)，那么抑制措

6、施：減小環(huán)路面積，減小環(huán)路電流，減小信號(hào)頻率或諧波分量，增加上升沿時(shí)間。九、 用厚的鎳板來屏蔽某一低阻抗騷擾源，鎳板距離被屏蔽的騷擾源1m，求該屏蔽體對(duì)騷擾源發(fā)射的100kHz和2GHz的電磁波的屏蔽效能。并請(qǐng)說明對(duì)低頻磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽的特點(diǎn)。忽略多重反射16分解：由于為低阻抗騷擾源，故可知其近場(chǎng)主要為磁場(chǎng)干擾，故在近場(chǎng)不考慮電場(chǎng)的反射損耗。(1)f=100kHz時(shí)， 可知屏蔽場(chǎng)在其近場(chǎng) b=在此不考慮對(duì)電場(chǎng)的反射損耗，故屏蔽效能SE=A+=75.21dB2f=2GHz 3<1m，可知屏蔽場(chǎng)在其遠(yuǎn)場(chǎng) b=SE=A+=6457.88dB對(duì)低頻磁場(chǎng)屏蔽的特點(diǎn)： 由于低頻，故其吸收損耗很小，由于為磁場(chǎng)，故其近