電磁輻射及耦合途徑

能量以電磁波的形式通過空間傳播的現象稱為電磁能輻射或電磁輻射。當電磁輻射強度超過人體或儀器設備所能容許的限度時將產生電磁污染和對其他系統的干擾。

1、電磁輻射

這里研究單元輻射子的電磁輻射規律。有電偶極子型和磁偶極子型兩類。

傳導電流與位移電流共同激勵磁場，磁場變化與庫侖電荷共同激勵電場，而電磁場以波的方式傳播。

電磁波是橫波，電磁場分布具有方向特性。

電磁功率的面密度為坡印亭矢量，單位是W/m2  

2、射頻電磁場

無線電波按其頻率和波長可以分為八大類。其頻率從3kHz至3000GHz，波長對應于100km至0.1mm。射頻電磁場通常是指100kHz以上的無線電波。微波是分米波、厘米波和毫米波的統稱。繼無線電波之后是紅外線、可見光、紫外線、χ射線和γ射線。

影響場強的因素有兩類：一類是場源分布；另一類是介質的分布。

電磁耦合途徑

電磁耦合途徑分為三類：輻射耦合、傳導耦合、感應耦合（電感應耦合、磁感應耦合）。

一、輻射耦合

輻射耦合：射頻設備所形成的電磁場，在半徑為一個波長的范圍之外是以空間輻射的方式將能量傳播出去的；射頻設備視為發射天線。

而在半徑為一個波長的范圍之內則主要是以感應的方式將能量施加于附近的設備和人體上的。

借助單元輻射子理論，分析射頻電路所產生的輻射耦合影響，無論是小段電路單元還是小型回路，輻射電場強度均與1/r成比例。

二、傳導耦合

傳導耦合：通過電路回路間公共阻抗或互阻抗形成的耦合。

借助電路理論可以直接計算傳導耦合的影響。若回路1和2各自獨立，互不影響，回路1中有電流，回路2中無電流。若回路1和2有公共阻抗，回路1有電流則回路2也有電流，形成傳導耦合。

典型的共阻抗耦合發生于接同一地網的兩回路之間。如回路1為工頻電力線路，接地網阻抗可視為電阻，則共阻抗耦合成為電阻性耦合。

降低耦合的兩種思路：“短路”和“斷路”。電磁污染電源和感受設備之間的相互作用可表述為一個雙端口網絡，其間經由阻抗Z_A、Z_B、Z_C形成的T型網絡相連。如果Z_C=0即短路，則發送端向感受端輸送的能量為零。如果Z_A、Z_B為無限大，即開路，發送端向感受端輸送的能量也為零。實際應用中，根據短路的概念盡量降低接地電阻；根據開路的概念盡量隔開發送與感受的兩端，距離越遠越好，或者在其間加入屏蔽，減少耦合。

三、電感應耦合

以平行接近的架空電力線路與通信線路為例。高壓架空線路對地電壓U1很高。其導線上充有電荷，并在周圍建立有強電場。處于該電場中的通信線路導線上將感應有對地電壓U₂。通信線路導線表面靠近電力線路一側感應有異號電荷；另一測感應出同號電荷。通過庫侖電場產生耦合，稱為電感應耦合。若站在地上的人接觸通信線路，則將有電流流過人體，電流過大，可能產生危險。

四、磁感應耦合

兩對短傳輸線平行并接近，當回路1中有交流電流I₁時，由于兩回路間互磁鏈的存在，在回路2中將產生互感電壓。若回路2是通路，將產生電流。這*是電磁感應耦合，簡稱磁感應耦合。通過互感產生耦合，又稱電感性耦合。耦合的強弱與互感量的大小相關；如果互感量為零，將無電感性耦合。