电磁波辐射的条件范文

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中图分类号：P427.35文献标识码： A

Abstract: Absorbing material is a kind of material which can absorb the electromagnetic energy and convert it into heat. Today, with the development of modern science and technology, absorbing material has long been applied far beyond the military aspects and more widely apply in human security, microwave anechoic chamber, communication and navigation systems, electromagnetic interference, safety information security, electromagnetic compatibility, radiation, and many other nuclear reactors. This article is based on the absorbing mechanism of absorbing materials, absorbing materials are given sheet internal electromagnetic field, temperature and thermal stress distribution characteristics, the application of absorbing materials in building are analyzed and discussed.

Key words: Electromagnetic radiation; Absorbing material; Building; Temperature thermal stress

0 引言

随着科学技术的进步，电磁场与人类的生活已经是息息相关了。无线电通讯、广播、电视、雷达、遥感、电子设备、电力设施的正常工作都离不开电磁场。电磁场时一种看不见、摸不着、嗅不到、然而却对人类的生产生活产生着巨大影响的辐射源。吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的损耗转变为其他能量形式的一类功能材料。它的工作原理与材料的电磁特性有关。目前，微波吸收材料的发展越来越明显地呈现出功能上频谱兼容化、材料形态上低维化、材料设计上智能化超长化、材料组成上复合化、材料性能上多样化和材料应用上民用化的发展趋势。

1建筑吸波材料

在电磁辐射所覆盖的范围内，特别是公共建筑、公共场所、生活居住等地方，如果直接从建筑物本身采取措施（使电磁波吸收），将具有实际意义。这就需要所使用的建筑材料具有吸收电磁辐射的功能。可以开发并使用具有吸收功能的混凝土材料来衰减室内外的电磁波强度，以防止电磁干扰和有利于居民的健康安全。

建筑吸波材料主要有复合建筑吸波材料，建筑吸波图层和吸波瓦、吸波墙面砖等。目前，建筑吸波材料的应用研究主要有两个方向：用于普通民用建筑商的低成本建筑吸波材料和高性能宽频建筑吸波材料。高性能宽频建筑吸波材料主要应用在一些对吸波要求比较高的建筑物种，如保密室、微波暗室等特殊场所或一些特殊建筑物，如电磁波发射站附近的房屋等。而应用在普通民用建筑物上的建筑吸波材料往往要求尽可能降低成本及施工方便，目前主要使用的有氧化铁系列材料。

目前微波吸收材料已有很多种，按照其损耗机理的不同可以分为电阻型、电介质型和磁介质型三大类。

2 吸波材料的吸波机理

材料吸收电磁波的基本条件是：(1)电磁波入射到材料上时，它能最大限度地进入材料内部而不在其前表面上反射，即要求材料具有匹配特性；(2)进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即衰减特性。实现第一个条件的方法之一是采用特殊的边界条件，如在高电导、高磁导吸波材料的表面涂敷电导、磁导接近空气电导、磁导的介质，使电磁波最大限度地入射；而实现第二个条件则要求材料具有高的电磁损耗性。

吸波材料的电磁特性，即吸收电磁波的能力，与介电常数与磁导率相关，二者可写成如下复数形式：

式中和为介电常数与磁导率的实部，分别表示吸波材料在电场或磁场作用下产生的极化和磁化强度。与为介电常数与磁导率的虚部，表示在外加电场作用下，材料电偶矩产生重排所引起的损耗；表示在外加电场作用下，材料磁偶矩产生重排所引起的损耗。材料对电磁波的吸收取决于与，与越大材料的吸波性能就越强，当与均为零时，材料不损耗电磁波。

3 吸波材料薄板的有限元法计算结果

吸波材料从根本上来说就是电磁损耗，是电磁波能量转化为热能或者其他形式的能量，从而电磁波在介质中被最大限度地吸收。吸波材料除了要尽可能提高损耗外，还要考虑阻抗匹配问题，完美阻抗匹配可以使电磁波在界面上无反射，而全部进入吸波层从而被吸收。

薄板内部的平面波方程为：

其中为相对介电常数，为导电率，为相对磁导率。

薄板内部的热传导方程为：

射电磁波和热传导的边界条件如下：入射功率为3kw，入射波频率为2.45e9Hz。初始温度。在薄板的上下表面：，。

表1.材料的几何属性与物理属性

材 料 参 数 相 关 数 据

薄板厚度 0.0345

比热 4190

热传导系数 0.609

密度 1000

相对介电常数(2.45e9Hz) 78.1

相对介电常数(2.45e9Hz) 10.44

杨氏模量 1.573e9

泊松比 0.3

热膨胀系数 7.2e-6

图1.吸波材料板内电场分布图

图2.吸波材料板内温度分布图

图3.吸波材料板内应力分布图

图1、图2、图3分别表示建筑吸波材料薄板在电磁场中考虑的电场、温度及应力分布情况。不难看出，沿吸波材料薄板厚度方向电场的分布呈递减趋势，由于吸波材料吸收能量，转化为内能，故材料板内部的温度及产生的热应力都升高。可以看到将吸波材料应用于建筑领域，确实可以起到很好的吸波防护作用。图2中由于建筑吸波材料薄板表面与空气接触，存在热交换效应，故越靠近表面，温度越低，则由此产生的热应力也相应较小。

4 结论

通过对电磁场环境下建筑吸波材料的理论和计算研究，结果分析表明，在电磁场作用下，建筑吸波防护材料对进入其中的电磁场具有良好的吸收作用，并且沿材料厚度方向，电场成逐渐递减趋势，吸收电磁波后的材料，温度及应力都有相应的变化。可以看出，电磁波吸收材料是城市建设中防止电磁辐射污染的良好材料，可以将电磁波吸收材料与建筑板材结合起来，制造承台电磁波吸收性建筑板材，用于办公系统、家居等的电磁污染防治。

参考文献

[1] 王海.雷达吸波材料的研究现状和发展方向.上海航天,1999,(1):55-59

[2] 王海泉，陈秀琴.吸波材料的研究进展[J].材料导报.2003,17:170-173.

[3] 刘顺华.刘军民.董星龙等.电磁波屏蔽及吸波材料.化学工业出版社.北京2007.

[4] Guozhu Shen, Zheng Xu, Yi Li. Absorbing properties and structural design of microwave absorbers based on W-type La-doped femite and carbon fiber composites[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materals.2006.301(2):325-330

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中图分类号P162 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）122-0236-02

1 人民公园的三个基站

我所在的深圳中学西校区坐落在风景优美的人民公园旁，在公园里你会注意到除了锻炼身体的人们和那一栋栋罗列在公园旁的居民楼，就是那两座突兀的发射基站了。在这一带共有三个基站，人民公园有两个，附近的居民区大院里还有一个。在下图，学校附近的三个无线电发射基站用红色的圈标示。

无线电波穿透固体会有穿透损耗，部分辐射会被挡在墙体外面。但是公园比较空旷，到达校园的距离d=74.32m，不足200m，从学校的窗户就能望到基站，且属于水平传播的范围。下图是发射基站和教学大楼的距离，图中两个红点分别是教学大楼和距离最短的1号发射基站。

2电磁波

传播广播信号就是通过电子电路把声音信号通过线路转为电信号，用高频振荡将信号携带到电磁波，传播到周围的空间，在接收端接受了这个电磁波，通过相应设备将电信号再还原为先前的声音信号。电视信号相比而言要稍微复杂一些，不但要处理好声音信号，还必须要把图像信号通过电路转变电信号，并把图像和声音信号共同传递到了高频振荡中，让电磁波携带这两种信号传播到周围的空间。广播所用频率比较高，传播范围大，而电视机中所接收电磁波频率更高一些，范围也更加大。无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射，频率范围宽，影响区域也较大。

3 射频电磁辐射

确实所有的波都具备能量，但是如果频率不高（例如声波）电磁间转换就比较缓慢，并且绝大多数的能量几乎全部经过介质返回，仅仅极少一些要被辐射出去，传递时还必须要依靠有形导体才行；对于频率比较高的，例如光波、无线电波，电磁之间的转换相对较快，因此能量是不可能完全回到原来的振荡电路中，因此电磁就伴随着电场和磁场进行周期性变化传播出去，当然传播形式依然是电磁波，传播之时并不要介质参与，这种波是能够在空间中自由传递，称之为电磁辐射。传递信息之时还能够影响到生物体 。

由于电子技术的广泛应用，无线电广播、电视等各种射频设备的功率成倍提高，地面上的电磁辐射大幅度增加。频率范围宽，影响区域大，还能够附近工作人员造成危害，从研究中表明，电磁波对环境污染主要因素就是射频的电磁辐射。电磁辐射危害人体主要是因为电磁波能量所致。通过一些研究发现，致病效应几乎都是和磁场的振动频率成正比例，是随着增大而随之增大，一旦频率高过了10万赫兹，就能够威胁到人体。如果长时间在这种环境下生活、工作，人体就会受到电磁波干扰，机体组织中的分子在电场影响下会随之发生变化，使机体的神态平衡发生紊乱。如果时间比较长，还可能出现病态表现，其危害表现为以下几个方面：对中枢神经系统的危害、对机体免疫功能的危害、对心血管系统的影响、对血液系统的影响、对生殖系统和遗传的影响、对视觉系统的影响、致癌和致癌作用等，它还对内分泌系统，听觉，物质代谢，组织器官的形态改变，均可产生不良影响。

1988年我国出台《环境电磁波卫生标准》中规定：一级区域内单位面积上通过的微波功率密度不得超过10μw/cm2。

4 电磁波强度的测量

一般电器行都有出售电磁波辐射测试仪，很容易就把其强度测出来，一旦搞过了标准就发出了警讯，使用者必须立即离开被测物。电磁波辐射测试仪可用于各种工作/生活环境的电磁波辐射测试，包括手机电磁辐射测试、调频/电视/短波广播、计算机的无线设备、无线通信、射频发射设备电磁辐射测量等。测试范围：10MHZ―2000MHZ2，计量单位：uw/cm2（微瓦/平方厘米），测试误差：±10，数显范围：1-1999。

当以基站作为中心，而半径为300米的范围中，所布设的点位就是相对水平的零点，而间隔了90度，测量线也是划分成4个方向，其中每一条测量线还要优选出50m，100m，150米……300米等，在这些距离面上设置出测量点，在电磁辐射高峰期中选择测量时间，测量的高度为1.7m，每一个测量点要连续进行五次测量，每一次测量不能够低于15s，还必须要在稳定状态下读取出最大值。而且在测量之时还应该避开高大的树木、建筑物以及高压线等各种影响，气候条件必须要满足仪器的规定条件。

在古代，人们还把油灯当成晚上的照明，但是因为自身遮挡了光线，在灯具的下方就会出现一块很大的阴影，这种阴影就被叫成灯下黑，而基站中基本上也这样，辐射场强的分布上就成为了一个半个椭圆，发射塔下面的信号反而不会太强。

根据公式（b），可得出距对应频段台站不同水平距离处场强。按照管理辐射的限值，就能够得出管理限值和天线之间的距离，也就是辐射防护距离。在公式（b）中，需要4个数据：发射机标称功率、天线增益（倍数）、地面衰减因子、被测位置与发射天线水平距离（km），但是其中有2个数据我们无法取得，只好采用前面的测量数据来推断基站的辐射强度。

6 结论

人民公园的三个无线电基站站点的电磁辐射值远高于安全值，应提醒游人不要长时间在下面逗留。基站到学校的最短距离在100m以内，电磁辐射的衰减和距离成正比，当距离在100m时电磁辐射功率一般为40到50dB，因此基站对学校最近的一座教学楼存在一定的辐射风险，有辐射但是高出标准不多。

参考文献

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【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8801（2016）06-0010-02

我们对辐射的了解仅仅停留在了它对身体健康的危害层面上，却未曾探究辐射到底为何物，从何而来，又去向何处。古语有云“知彼知己，百战不殆”，学会如何预防辐射对人类的危害，就要探究辐射的真面目。

一、辐射的真面目

在《序》中说：“我以为动植物且本无感觉，皆止有其质力交推，有其辐射反应，如是而已。”从物理学的角度来分析，“辐射”是指场源中的一部分电磁能量，在向四周传播过程中，脱离了场源固有的传播轨道，然后再次返回到场源的一种现象。这种传播方式主要依靠的是电磁波或者如阿尔法粒子和贝塔粒子为典型的粒子进行能量运输的，这些向外放射的能量称之为辐射能。辐射能在向外传播过程中一般是以直线方式进行传播的，类似于数学中的速度以千米/时表示一样，辐射的能量按照伦琴/小时来计算和衡量。

与我们日常理解的“辐射”不一样的地方是，世间存在的任何物体，只要达到相应的温度条件，就可以通过电磁波和粒子的形式源源不断的向四周传送热量。同时，彼物体向四周发散辐射能，此物体也在源源不断的向四周发散辐射能，也即物体之间的辐射是相互的并且对等。由此可以看出，辐射本身只一个中性词，物体发出辐射并不一定代表着对身体有伤害，我们不能一概而论。

根据辐射源的不同，辐射可以分为太阳辐射、电磁辐射以及热辐射等。太阳辐射是指太阳向宇宙空间发射的辐射能，这些辐射能有一部分被人类居住的地球所接收，保障地球大气的正常运动，但是地球从太阳处接收到的辐射能量仅是其放射能量全部的二十亿分之一。电磁辐射又被我们常称之为电磁波，是在电场与磁场相互垂直的情况下，由相同的振荡波不断传播所形成的。电磁波有低频率电磁波和高频率电磁波之分，例如，常见的低频率电磁波有无线电波、微波，常见的高频率电磁波有X射线和伽马射线。当电磁波的波长处在380纳米――780纳米之间的时候，我们人类的肉眼是可以接收到这些电磁波的，称之为可见光。也就是说，只有处于可见光之内的电磁波才能够被人类所看到。而热辐射是物体传播热能量的一种方式，与其他辐射不同的是，热辐射不需要依赖任何外界条件而进行传播。当物体吸收到热辐射时，它的温度随之升高，根据物体吸收热辐射的能量的不同，温度的变化也不尽相同。

二、生活中的辐射

根据人类的活动方式和活动范围，相关调查数据显示，我们人类接收到的辐射有82%来自于天然环境，17%来自医疗诊断，只有1%的辐射是来自日常其他活动。具体来说，我们在日常生活中常见到的辐射主要有两大类：电离辐射和电磁辐射。

（一）电磁辐射

电磁辐射放射的能量较低，一般不能够把原子电离，人类接触较少的话一般不会影响到身体健康。

日常生活中我们常见到的电都会产生电磁辐射，比如日光、照明、发热、激光、雷达以及无线电等。就目前现代人的生活习惯而言，影响人类生活较多电磁辐射有四种：第一种是来自于电脑主机、显示器的低频电场中的辐射；第二种是来自于手机在电话接通时，接通后，信号不佳时产生的辐射；第三种是来自于微波炉工作时的门缝外；第四种是来自于电吹风的辐射，此种电吹风的辐射相比较前三种能量较大，但是随着人类身体与电吹风距离的远近而产生不同的辐射能。当人类身体距离电吹风距离较近时，辐射能就越大，相反，当人类身体距离电吹风较远时，电吹风产生的辐射能就越少。

（二）电离辐射

电离辐射在生活中无处不在，电离辐射的能量较高，可以把原子进行电离，能够损伤DNA，严重时导致癌症或者遗传疾病。生活当中最常见的天然辐射源是氡，这一辐射主要来自于室内装修材料中。这也就是我们常说的新装修的房子一定要进行较长时间的通风才能入住的原因。电离辐射的另外一种来源是医院的医疗设备以及放射性检查，包括安检使用的X射线机、建筑材料、天然石材、陶瓷、荧光灯启辉器等。 我们生活当中摄入的水，空气等都含有辐射，但是，这些对身体健康几乎没有影响。

三、辐射的危害以及预防措施

（一）辐射的危害

我们常说的辐射对人类的身体有危害，一般是指电磁辐射的影响较大。而且，电磁辐射时间越长，辐射波频率越高，对身体健康的危害就越大。具体来说，辐射对人类身体健康的危害主要有以下几种。

1.辐射会加速癌症的恶化。对于长期处于电离辐射中的人，会增加本人癌细胞的数量，诱发癌症，而且由辐射所诱发的癌症一般都是恶性的。

2.射易诱发眼疾。在人体的五官当中，眼睛是最容易吸收辐射波能量的部位，再加上眼球的散热功能较差，故眼部最容易受到辐射的侵害，长时间受到辐射的眼睛很容易诱发眼疾。

3.辐射会破坏人体内分泌系统。人体内的血液循环系统、免疫系统和新陈代谢系统内部的生物电流和电磁辐射释放出来的电磁波发生冲突，扰乱了人体内生物系统的正常运行，就会很容易产生头晕、心悸胸闷等一系列症状的发生。

（二）如何预防辐射给人体带来的伤害

1.针对电子产品而言，尽量不使用或者少使用一些不必要的家电电器等。例如，洗完头发能自然风干最好，而不是使用吹风机加热吹干；在使用手机接打电话时最好使用耳机，可以减少手机电磁波对脑部的辐射；在使用电脑时，可以佩戴防辐射眼镜或者把电脑屏幕的亮度调节到适宜舒服的程度，以减少光辐射带来的危害。

2.对于办公族而言，除了要小心办公室杀手――打印复印机以外，在不必须使用大型电器设备时，可以断掉电源，减少电辐射的伤害。同时，办公族们可以在办公区域放置适量的绿色植物，增加空气中的氧气含量，辅助抗击辐射。绿色植物中常见的抗击辐射较好的有绿萝、多肉以及仙人掌，价格实惠占地空间也较小。

3.笔者认为，解决防辐射带来危害的最根本方法是适度地运动和规律的作息。哲语常说，内因是根本，外因是辅助，那么解决辐射对我们身体的伤害最重要的就是提高我们自身的身体免疫力。通过适度的运动，有规律的作息以及合理的饮食习惯，持之以恒，对于辐射带来的危害将起到较强的预防作用。

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辐射指的是能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。辐射之能量从辐射源向外直线放射，各种家用电器、医院监测仪器、移动通讯设备等电器装置，只要处于操作使用状态，周围就会存在电磁波辐射。

辐射对孕妇及胎儿的危害

孕妇是受电磁波辐射影响最大的人群之一，经常接触家用电器和移动电话的孕妇有65%以上曾出现头晕、疲乏无力，食欲减退等不良反应。更严重的是电磁波辐射对胎儿也有相当程度的不良影响。据研究，电热毯对人体的危害来源于极低频电磁场。母亲在怀孕时曾使用电热毯者，小孩日后得血癌的机会是一般儿童的7倍。计算计、电视机、微波炉、打印机等导致的电磁辐射对胎儿产生着极为有害的影响；在电脑屏幕工作环境中有些因素可能影响妊娠结局，孕妇每周使用20小时以上的计算机，其流产率增加80%，也增加畸形儿出生率。

怀孕期间的妇女与胎儿由于体内环境正在发生变化或正处于生长发育阶段，较易受到外界环境的影响和侵害。由于电磁辐射的穿透力很强，母体胎盘这一屏障并不能屏蔽电磁波的侵入，而胎儿非常脆弱，抵抗力极低，对电磁辐射极其敏感，此时如接受电磁辐射，在不同时期会受到不同的伤害，如：1～3个月为胚胎期，可造成肢体缺损或畸形；4～5个月为胎儿形成期，可造成智能损害，甚至痴呆；6～10个月为胎儿的成长期，可引起免疫能力低下，出生后体质弱，抵抗力差。怀孕初期，胎儿不足1kg时，受辐射的伤害更大。

如何防辐射

1. 挑选正规厂家的名牌家电产品。一般大品牌的家电辐射都经过了国家有关部门的严格检测，可保证安全。

2. 对各种电器的使用，应保持一定的安全距离。孕妇要远离微波炉至少1米以外，电视与人的距离应在4～5米，与灯管距离应在2～3米。不使用的电器，一定要关上电源。

3. 不要把家用电器摆放得过于集中。特别是电视机、电脑、冰箱等更不宜集中摆放在孕妇卧室里。

4.手机对人体的伤害与否，至今仍具争议性。为了避免胎儿受影响，孕妇在妊娠早期应尽量少使用手机。建议在接听手机时，尽量佩戴耳机，最好长话短说。除此之外，在按键至接通时，是电磁波最强的时刻，最好先离身体远一点，之后再拿近接听。

5.孕妇在妊娠头3个月使用电热毯会增加自然流产率。正确的用法是先预热半小时再使用，睡前关闭开关，拔掉电源插头。

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电磁辐射的危害

在信息化社会的今天，电磁波作为一种资源，已在0Hz～400GHz（400GHz是国际电联ITU所划分的最高频率）的宽频率范围内广泛地应用于各种家用电器及工业电子设备中，随之而来的电磁干扰也就从低频到微波波段，无孔不入地辐射或传导给运行中的设备和周围的环境，从而给设备、系统及生态环境带来了越来越严重的伤害。

电场和磁场的交互变化会产生电磁波，电磁波向空中发射或泄漏的现象叫电磁辐射，过量的电磁辐射就造成了电磁污染。常见的电磁辐射源有雷达系统、电视和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车与电气火车、高频焊接、电脑、手机及大多数家用电器（如电视、洗衣机、冰箱、微波炉、电磁炉、吸尘器）等。这些设备及设施可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射。

世界卫生组织早已证实电磁辐射对人体有五大影响：电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因；电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害；电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素；过量的电磁辐射直接影响儿童组织发育、骨骼发育并造成视力下降、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落；电磁辐射可使男性出现生殖功能下降，女性内分泌紊乱、月经失调等现象。近年来，国内外媒体对电磁辐射有害的报道一直未断：意大利每年有400多名儿童患白血病，专家认为病因是受到严重的电磁污染；美国一癌症医疗基金会对一些遭电磁辐射损伤的病人抽样化验，结果表明在高压线附近工作的人，其癌细胞生长速度比一般人快29倍；我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为，电磁辐射是影响因素之一。

防电磁辐射织物的应用领域

电磁屏蔽织物在食品、石化、采矿、航天、军事、科研、医疗、电子、通信、计算机、电力、建筑、政府机构、银行证券、民用防护服（微波炉手套、围裙、孕妇装、家电罩）、职工工作服等领域和行业有极大的市场需求。资料表明，目前我国此类织物的年需求量已达上百亿元人民币。随着经济的发展和高科技产业的不断增加、电子设备种类的增加与普及以及人类对自身健康关注程度的提高，市场需求增长会更加迅速。

日本、美国及英国等最先开发出了民用防辐射服，我国也在20纪世纪70年代开始进行防辐射服装的研究，已经开发出多种面料的防护服装。目前国内市场上的民用防护服装主要有：防护衬衫、防护围裙、防护马甲、防护大褂、孕妇服装系列、夹克套装等，此外还有用于设备屏蔽的屏蔽布等。表1列出了常用的电磁辐射方面的个体防护产品、制成材料及屏蔽效能。

按照我国电磁辐射防护服的要求，对于大功率射频应用设备的强场防护，要求屏蔽效能值在30dB以上，而对于一般设备，要求屏蔽效能值在10dB～20dB即可满足要求。

防电磁辐射织物的发展状况

国内外有关专家学者对电磁辐射防护问题的研究及评论已长达半个世纪之久，但由于研究的目的、方法、条件（接触电磁辐射源的距离、时间、生物模型等不同）等因素不一致，目前全球有关专家学者们对电磁辐射生物学效应研究结果和观点也不尽一致，但对电磁辐射的有害性已成共识。对防电磁辐射织物的研究，目前具有代表性的技术主要有以下几种：镀膜织物（金属溅射、化学镀、真空镀铝）、粘贴金属箔织物、涂覆导电涂料织物、多离子织物、导电纤维（碳纤维、金属短纤维、金属络合纤维等）、混纺织物、防辐射纤维织物等。

导电纤维混纺织物是通过不锈钢短纤维、陶瓷纤维、麦饭石纤维、碳纤维等与棉、麻、丝、毛等天然纤维经特殊工艺混纺交织形成防电磁辐射的布料。此类产品最大的优点是手感比较一柔软，透气性好；比较大的缺点就是屏蔽效率比较低，一般电磁能衰减量为15dB到30dB左右，而且在不同频段的屏蔽效果有差异。一般导电纤维含量为10%～15%的织物屏蔽效果能各向同性均匀稳定，在频率150kHz～6GHz范围内的电磁屏蔽效能达到32dB～38dB。

不锈钢短纤维织物是目前国际上使用较多的屏蔽织物，不锈钢纤维具有良好的导电性能和机械力学性能。所生产的不锈钢纤维呈连续的长丝束状结构，其直径可以细到几微米，比普通的纺织纤维还要细，且纤维比较柔软，有一定的强度，因此具有可纺性。通常比电阻达到1Ω・cm以下的导电纤维具有电磁波屏蔽性能，不锈钢纤维的比电阻仅为10-6Ω・cm，因此被广泛用作防电磁波辐射织物的原料。它与其他纤维相比，虽柔性类似于纺织纤维，但弹性回复率低、抗弯曲能力小、切向阻力大、比重大，因此用不锈钢纤维与普通纤维混纺的织物的服用性能受到影响。

复合功能织物作为一种最新高科技产品，由不锈钢纤维与棉、粘胶等纤维混纺而成。这种新型织物克服了现有屏蔽织物在生产、使用中的不足，满足了普通大众在日常工作和生活中对电磁辐射防护的要求，通过进一步完善后，也可以应用于航空、航海、军工、化工、冶金、电力、通信、家电、制药、食品、酿造、陶瓷、地下工程等各个领域，具有广阔的市场前景。

目前国内市场上的电磁波辐射防护服主要是从国外进口，价格昂贵。开发既能达到防电磁波辐射的功能，同时又具有阻燃抗静电性能、价格又比较适中、服用性能比较好、款式多样的面料，使更多消费者能抵御电磁波辐射的危害，具有重大的现实意义。此外，多功能服装是服装行业发展的必然趋势，功能化和产业化是纤维开发的两大趋势，在高附加值纺织品越来越被重视的今天，这些新兴的面料也将会成为推动纺织行业发展的新的经济增长点。

参考文献：

[1] 林肇信.环境保护概论[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2] 商思善.电磁波屏蔽织物波的产生与发展[J].现代纺织技术，2002，（4）：50-54.

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一、电磁辐射暴露相关概念和术语

1.基本限值和导出限值

科学实验表明，过量的电磁照射对人体有一定的伤害作用，许多国际的、国家的文件都规定了电磁暴露的人体安全限值。虽然这些文件在具体规定上有所不同，但大多数文件都使用了相同的方法：即用基本限值和导出限值给出电磁辐射限值。

基本限值是指判定人体对电磁场产生生理反应的基本量。基本限值适用于身体存在场中的情形。人体暴露的基本限值通常以比吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）来表示。

导出限值是指可以产生与基本限值相应的电场、磁场和功率密度的值。由于基本量很难测出，大多数文件给出了电场、磁场和功率密度的导出（参考）限值。

2.环境电磁波辐射强度分级

以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈下值为界，环境电磁波允许辐射强度在卫生部标准中按级分为一级和二级。在环保局GB8702-88中和军用领域，电磁辐射暴露安全标准则分别以职业照射和公众照射，作业区和生活区进行界定。一级为安全区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域；新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线，在其居民覆盖区内，必须符合“一级标准”的要求。二级为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者）可能引起潜在性不良反应的区域；在此区内可建造工厂和机关，但不允许建造居民住宅、学较、医院和疗养院，已建造的必须采取适当的防护措施。超过二级标准地区，对人体可带来有害影响，此区内可作绿化带或种植农作物，但禁止建造居民住宅及人群经常活动的一切公共设施，如机关、工厂、商店和影剧院；如在此区内已有这些建筑，则应采取措施，或限制辐射时间。二、电磁辐射标准国际上，在电磁辐射安全领域有两大主流标准，一个是ICNIRP标准，即国际非电离辐射防护委员会（The International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection，ICNIRP）的标准，另一个标准是美国的IEEE标准。

在世界卫生组织等组织的推动下，IEEE标准的限值今后将统一到欧标（ICNIRP）的限值上。

在我国，由不同部门制定的多部电磁辐射国家标准同时并存。在民用领域主要有：

GB8702-88《电磁辐射防护规定》；

GB9715-88《环境电磁波卫生标准》；

GB12638-90《微波和超短波通信设备辐射安全要求》；

GB10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》；

GB10437-89《作业场所超高频辐射卫生标准》；GB16203～96《作业场所工频电场卫生标准》等。

在军用电磁辐射防护领域，与电磁辐射相关的国家标准比较典型的有：

GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》；

GJB1450-92《舰船总体射频危害电磁场强测量方法》；

GJB1446.40-92《舰船系统界面要求电磁环境电磁辐射对人员和燃油的危害》等。

目前，环保局执法一般按照GB8702-88来进行，其在30MHz～3GHz之间的公众导出限值为40mW/cm2。但是，国标委关于手机电磁辐射的标准采用了欧标限值（SAR限值为2.0W/kg）。

表1为一些组织和国家在移动通信频段的公众照射标准比较。

二、环境电磁辐射测量

1、测量方式

在调查辐射源周围环境电磁波辐射强度及其分布规律时，常以辐射源为中心，采用在不同方位取点的方式进行测量，简称点测。点测时以辐射源为中心，将待测区按一定角度划线，呈扇形展开，按一定距离选点测量。

全面调查某地区环境电磁波的背景值及按人口调查居民人群所受辐射强度的测量简称面测。面测量时，将待测地区（城市）按人口统计划分若干小区，并标明各小区居民中心地理坐标，从中选择若干有代表性的小区作为监测点，进行自动测量和实时处理，经过加权处理后，求出该地区（城市）居民环境电磁波暴露强度值。

2、测量仪器

在对辐射源周围测量和作业区进行测量时，测量仪器一般选用宽带辐射测量仪，包括具有各向同性响应或有方向性磁场探头/电场探头的宽频带电场、磁场设备。在对区域性背景场强和生活区进行测量时，一般选用窄带辐射测量仪，通常采用宽频带天线、频谱分析仪和计算机配套的自动测量系统。

三、国内电磁辐射暴露安全标准和测量的不足

由于环境电磁场的复杂性，国内外在电磁辐射安全标准上尚存在较大争议。就国内而言，相关标准的制定，对推动我国电磁防护设计、保障公众健康、控制电磁辐射水平起到了积极作用，但在实际使用中也逐渐暴露出一些明显不足，具体表现在：

1、标准分散，不统一。无论是军、民标，多个相关的国家标准同时并存，归口管理部门分散，即不利于选用，也不便于统一执法。

2、各标准规定宽严不一。以军标100MHz为例，不同标准电磁辐射暴露限值规定各异，宽严不一，缺乏必要的说明和协调，见表2。

3、量值不统一。各标准中电场强度、磁场强度、功率密度、暴露剂量、V/m、W/m2、W.h/m2、mW/cm2、A/m等同时并存，转换关系复杂，使用起来极不方便。

4、测试频率覆盖不够，不能反映实际情况。无论是军标还是民标，国内现有标准均仅关注了部分频段/频点，远远不能适应现代电子、通信技术的迅猛发展。图1为实测条件下的环境电平。

四、结束语

随着科学技术的发展，各种电子、电气设备在极大地丰富和提高了人们的物质、精神生活的同时，也带来了复杂、严重的电磁污染。加强电磁环境监控，延伸测试频段，加大对不同频率及不同幅照量电磁波对人生理影响基础研究，尤其是累计效应研究，强化归口管理，促成一部科学、安全、具有强制约束力的电磁辐射暴露限值标准任重而道远。

参考文献

[1]《超特高压环境电磁场测量、计算和生态效应》何为等

篇7

由于这种材料的介电常数和磁导率都是负数，折射率也是负的，根据电磁学理论，可以推断出它有很多奇异的特性。

手机辐射有望解决

目前利用左手材料的性质，已经可以通过人造结构来控制电磁波传播方向，制成定向天线，可以使它只向基站方向发射信号，并通过相关技术阻止信号向人脑方向的传播。但是目前这项研究仍处于实验室阶段，估计今后，将有可能用于解决备受关注的手机辐射问题。

篇8

强度:

1.6~3.1eV的电磁波。对人体主要是产生热,只要你不盯着太阳看,就没有危害。

紫外线

强度:

3~13eV的电磁波。长期暴露可能导致皮肤癌,被国际癌症研究机构(IARC)列为1级致癌物。

红外线

强度:约500W/m2

0.009~1.6eV的电磁波。它仅仅让人体产生热而已。

中微子

强度:约0.001W/m2

一种几乎不与其它物质反应的粒子。不管白天黑夜,每秒钟都会有60万亿个来自太阳的中微子穿过人的身体,但是对人毫无影响。

2、人工制品辐射

0.4mSv/年

建筑材料、家居和身边的机械以及所有的人造物品都含有微量的辐射。

3、飞行中的辐射

0.003mSv/小时

飞行在1万米以上的高空中,会接受更强烈的宇宙射线。如果是穿越极地的飞行,例如从中国飞到美国,由于来自太阳的带电粒子会集中到地球的两极,会受到大约0.3mSv的辐射。

4、核电站周边

作为一个合格的核电站,它所泄露出的辐射可以忽略不计。

5、宇宙射线

0.3 mSv /年(海平面)

来自宇宙空间的高能电磁波和粒子,由各种高能天体发射出。一般来说,生活的地方海拔越高,受大气层的保护越少,宇宙射线的辐射就越强。在海拔3600米的拉萨,每年受到宇宙射线辐射大约是1.3mSv。

6、食物与饮水

0.28mSv/年

任何食物中都含有微量放射性同位素。碳原子中有百万分之一是放射性的碳14,钾原子中有万分之一是放射性的钾40。

7、身体辐射

0.4mSv/年

和食物同样的道理,人体自身也含有微量的放射性同位素。

8、氡辐射

2 mSv /年

来自土壤、岩石中的天然放射性氡气,它是岩石中的铀等放射性元素衰变的间接产物,随着地质条件的不同稍有变化。

9、医疗辐射

0.5 mSv /年

在医院接受一次X 光胸透、牙片只会受到0.1mSv左右的辐射,但是做一次CT扫描会高达10mSv。

10、黑体辐射

强度:460W/m2

任何物体每时每刻都在放出辐射,能量随着温度增加。室温下的物体会发射0.1eV左右的红外线,高温下则会发出红光到蓝光。而宇宙的背景本身也在放出微波黑体辐射。(存在于任何地方)

篇9

中图分类号：E96 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0218-02

一、信息化战争对军事通信系统的基本要求

美军认为，通信是现代军队指挥控制的支柱和基础。技术装备的发展和现代战争的新特点，对军事通信系统的通信联络也产生了新的要求。

（一）对通信的时效性要求更高

现代战场上，装甲目标速度越来越快，地面有生力量越来越灵活机动，武器装备的出击速度和精度只有提高到足以对付这些目标时才能充分发挥其效力，用于保障指挥和控制的通信的速度也必须相应提高。美军炮兵营90%以上的作战信息是用数据而不是用话音传送的；法军炮兵装备的“阿迪拉”自动化射击指挥系统可使发出火力呼唤和在炮阵地显示所需的时间最多只需要1～2分钟。

（二）对通信的机动性和互通性要求更高，对通信距离要求更大

现代战争中，战场广阔，流动性大。第四次中东战争，以色列炮兵平均每三十分钟即转移一次发射阵地。同时在机动中必须保持指挥控制，通信联络必须具有相应的保障能力。为此，必须使通信分队具有高于或至少与保障部队同等的机动能力，综合运用包括简易信号通信在内的各种通信手段，并应大大缩短通信联络的准备时间和具有在运动中不间断联络的能力。当战备转级时，通信要做到一呼就应，通信保障预案周全，技术和物资保障可靠；机动时，要求通信联络联得上，通得好；投入战斗后，通信联络要适应各种任务的转换；当部（分）队转隶时，通信联络要求做到撤得下，转隶快，跟得上，通得稳，增强部（分）队通信保障的活力和弹性。

（三）作战行动的协同性对通信系统通信联络的协同保障能力要求更高

高技术条件下的局部战争，已不是单一军兵种的对抗，而是诸军兵种的联合作战。只有依靠通信纽带，才能实现各武器装备科学有力的动态组合。因此要求通信联络必须具有较强的协同通信能力，即不仅要确保部（分）队作战指挥需要，还要保障与其他军兵种间的密切协同，才能在立体多维的战场上与敌抗衡。

（四）现代化战场中的复杂电磁环境对通信系统的通信抗干扰能力要求更高

现代战争中的复杂电磁环境主要有三类：自然电磁辐射、辐射传播、人为电磁辐射。复杂电磁环境下作战的军事通信系统势必发生通信信道阻塞、误码等现象，致使通信联络无法正常工作，使通信保障的稳定性大大降低。

通信抗干扰正是在复杂电磁环境下，防止敌利用电子干扰手段来破坏我通信设备正常工作而采取的战术、技术措施。通信系统的通信抗干扰能力是夺取信息资源优势的先决条件。

二、现代战争对军事通信联络的影响

通信联络的特殊地位和作用，在作战中始终是敌打击破坏的重要目标。海湾战争中，多国部队对伊军的通信枢纽进行强大的火力突击，使伊军由微波站和多路电台建立的通信联络网络被摧毁四分之三，有线电通信网络被彻底破坏，整个通信联络几乎处于瘫痪状态。

随着信息化进度的不断加快和深入，电子侦察预警能力大大提高，使通信系统的生存空间慢慢缩小；电子干扰破译威力显著增强，使通信系统的隐蔽性能日益降低；电子智能武器装备不断列装，使通信系统的终端任务更加艰巨；电子频谱领域争夺极其激烈，使通信系统的频谱管理越发困难，通信联络在现代的战场上将经受更严峻的考验。

三、军事通信联络自身存在的问题

（一）地理环境对通信联络的影响

1.地质条件对电磁波传播的影响。不同地质条件对电磁波传播的影响是不同的。当在干土地或岩石这样的地质条件下通信时，由于干土或岩石在整个无线电波段都呈现介质性质，因而传播损耗很小，可选用频率很高的波段，而湿土和干地只在中长波段才呈现良导体性质，在短波以上波段呈现的是介质性质。

2.地形对电磁波传播的影响。从宏观上看，地球的曲率对电磁波的传播是有影响的。凸起的地球表面会对较低地势辐射出的电磁波造成阻挡、反射、吸收等形式的损耗。当收发双方之间没有障碍物，而且在彼此的视距范围内时，电磁波的传播主要靠直射波传播，能量损耗很小，可以忽略地球曲率的影响，把地面看作平面。对电磁波有阻挡作用的地表障碍物包括高山、建筑物、树木等。

3.地物对电磁波传播的影响。在山谷或洼地通信时，通常山越高，工作频率越高；波长越短，电磁波的绕射能力越弱，因而阻挡造成的能量损耗越大。除此之外，还有地面反射与吸收对于电磁波传播也有重要影响。当电台开设地点位于高压线或架空明线附近时，由于高压线或架空明线有吸收或传播电磁波能量的作用，因此必须注意电台的通信方向与传播导线之间的关系。通常，若通信方向与高压线或架空明线垂直，通信距离减小；反之，通信效果增强。

（二）气象条件对通信联络的影响

当天气晴朗、日照充足时，电离层变厚，对靠天波传播的电磁波的衰减增大，而且传播很不稳定，传播距离缩短，通信质量下降。到了晚间，电离层逐渐变薄，电磁波以天波方式传播的距离大大增加，可以到达有效地域，通信距离明显增大。此外，距离地面大约13公里的对流层，由于空气的温度、压力、湿度等变化，对通过其中的电磁波产生折射和散射。因而，对于工作在短波波段的电台，应考虑大气层对其通信距离和通信效果的影响。

同时，雨、雪、云、雾等气象条件的变化会改变大气成分，在一定程度上增大对电磁波的散射和吸收。电磁波的衰减量会随着降雨量和频率的增加而增加。

四、军事通信系统实现精确通信保障的解决方法

《信息战争》一书指出：“精确作战是追求作战过程‘精确化’这一理想目标的结果。它的出现，是日益成熟的信息技术应用于武器系统的必然结果，更是信息时代的必然要求。”

（一）区分阶段，综合组网

首先，在驻地准备阶段要建立有效可靠的有线电网。此阶段通信保障的重点是各级指挥机构与各机动装载点及各机动装载指挥部门之间的通信联络。主要以有线电通信为主，应充分利用既设通信设施，并架设必要的野战线路，结合接力通信，运动通信和简易信号通信，使之形成支干结合的复式有线电网络。

其次，机动阶段要组建立体覆盖的无线电网。机动阶段，必须充分运用无线电通信多层次、多方式的特点。在组网形式上，既要按指挥关系逐级组网，又可按机动路线和方式分区域组网；既要组织各行军纵队间的横向协同通信，又要组织各种勤务保障通信。同时，要重视无线电转信的作用。

再次，战斗实施阶段要建立综合高效的复式通信网。战斗实施阶段是通信联络最复杂、最困难的阶段，通信兵既要迅速进入作战地域，了解战场情况。又要同时开展通信保障工作。此阶段的通信要以无线通信为主，多种通信手段结合并用，使有线、无线、接力等各种通信网互通互用，确保各作战单元的通信畅通。

（二）通信系统合理选择开设地点，并合理设置通信频段

在平原、湖泊地区，无线电台的台址应尽量选择在河流、湖泊附近，使电磁波沿着水流传播，以增加通信距离；在山区和丘陵地区，无线电台的台址应选择在高地附近，而且面向敌阵地，视野开阔的一侧；对于山谷或洼地，通常山越高、工作波长越短时，无线电台的台址应该离开山脚越远；当电磁波通过森林时，为了避免生长着的树木因产生感应电流而消耗能量，应将电台的台址选在面对通信对象的森林边缘或林中空地上；在有高压线或架空明线的地方或其附近，要正确选择无线电台台址，通常，若通信方向与高压线或架空明线垂直，通信距离减小；反之，通信效果增强。

当无线电台频率较高时，如处于超短波波段，传播距离一般情况下为视线距离，传播方式为直射波传播，受昼夜、季节、天候的影响小，电气干扰小，工作稳定可靠。但是要求在传播途中没有明显的障碍物，而且注意直射传播方式要求收、发天线架设的高度要远大于工作波长；当气象条件较差，难以达到预定的通信距离，可以让电台工作在比较高的频段。

（三）运用通信新技术，提高通信系统防电磁破坏能力

1.利用调频技术。提高跳频电台通信抗干扰能力的方法有以下几种：增加跳速；增大带宽；增大跳频图案，使跳频图案具有随机性；增大跳频频率集等。

2.利用自适应技术。当面临敌的电磁破坏时，自适应处理器就会调整波束形成网络复加权的系数、均衡器就会校正信道失真带来的码间干扰误差信号的参数，从而使通信系统的输出和接收都始终处于最佳状态。

3.利用猝发技术。由于猝发通信发射短促、信号在空间暴露时间短，具有随机性、突然性的短暂性，从而大大降低了敌电磁破坏我通信信号的概率。

（四）灵活运用各种战术，提高通信系统的通信保障能力

1.利用假象欺骗敌无线侦察，设置假目标，进行假联络，掩护我方真正企图。

2.通过隐蔽伪装，对通信设备进行隐蔽配置和严密伪装，以迷惑敌方的侦察。

3.迷惑致盲，通过设置干扰源，发射烟雾弹等使敌迷失侦察方向。

4.严格控制通信设备的开机时机和时间。在部队集结、开进准备阶段，统一保持无线电静默；进入战斗状态时，实施突然开机和突然静默相交替，造成电磁信号的断断续续，时有时无，扰乱敌侦察视线，顾此失彼。

5.严格控制电磁波波束的辐射范围和方向，同时有针对性地对电磁频率进行使用和分配的控制，对常规频率和异常频率实施不定时互换，使敌侦察束手无策。

篇10

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0186-01

电磁场与电磁波是电子信息与通信专业的学生来说，是一门重要的基础课程。它是射频微波电路、天线、电源等研究方向的基础。但由于其解法涉及到较多的数学知识，数值解法十分复杂，并且概念比较抽象，学生在学习中，很难有形象的理解。HFSS High Frequency Structure Simulator是Ansoft公司推出的三维电磁场仿真软件，在软件中，可以构建所需要的电磁仿真模型，应用其仿真，可以清楚看到电场与磁场的分布，并且可以进行动态仿真，使学生对课程中的概念有更深入的理解。

1 虚拟仿真实验的设计

通过HFSS软件建立仿真模型，可以计算：（1）仿真模型网络端口的特征阻抗和传输常数；（2）天线的远场和近场辐射问题和空间的电磁场分布；（3）模型的S参数；（4）谐振模型的本征模或谐振解。由于其强大的3D建模功能，以及仿真系统设置的灵活性，不同的电磁场实验，只要建立不同的仿真模型就可以了。下面简述一下HFSS在电磁场与电磁波实验中的具体的应用。

如图1所示，是一个E面金属膜片波导滤波器的HFSS仿真模型，它的工作频率较高，滤波性能好，加工一致性好。但它的测试设备十分昂贵，不适合学生在实验室做实物实验。

如图3所示，由于测试波导滤波的矢量网络分析仪两端电缆衰减约为1.5 dB，此波导滤波器的实际衰减小于1 dB，与仿真结果十分相似。天线的测试需要微波暗室，在学校内，很难实现天线的测试条件。采用HFSS软件，还可以很方便的仿真出天线的远场和近场方向图，让学生对其有一个形象的认识。图4所示的是一个微带阵列天线的仿真模型。

2 结语

该文主要针对在电磁场实验课程中，实验器材昂贵，实验效果一般等问题，提出采用HFSS软件，进行虚拟仿真。HFSS与一般的数学计算类软件不同，它的可以对仿真对象进行3D建模，将电磁场与电磁波中的微分方程求解转化为图形形式的电磁场分布，加深学生对磁场与电场的分布的理解。

参考文献

[1] 黄建，甘体国.波导E面金属膜片滤波器的分析[J].微波学报，1999，15（3）：257-261.

篇11

中图分类号：O441 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0030-02

1 电磁兼容（EMC）的内涵

1.1 电磁兼容的含义及由来

顾名思义，电磁兼容就是指不同设备发射的电磁波可以相互兼容，互不影响。当今社会随着手机，无线路由器的广泛应用， 各种无线通信技术渗透到人们的日常生活中，如GSM， CDMA， WCDMA， LTE， wifi， 蓝牙，GPS导航等等，还有即将到来的5G时代，可以想象，人们的生活将日益与无线通信技术紧密联系在一起。但是你是否知道，所有的无线通信背后都不离不开一样东西，那就是电磁波。

1888年，德国物理学家赫兹用实验的方式证明了电磁波的客观存在。为了纪念他，人们就用赫兹作为波动频率的单位。电磁波的发现，给人们生活带来了包括无线通信在内的多种便利，如红外探测，微波加热，紫外杀菌，x光透视等等。但是电磁波也会带来危害。比如，天气干燥人靠近或接触电器时，可以产生放电现象，瞬间电压可达几千甚至上万伏，可能会使电器失灵；充电时，电源网络的电压波动，短时压降，会产生低频传导干扰，也会损坏设备。另外，在战争时期，电磁武器产生的大功率干扰可是对方的电子及通信设备无法工作。所以，电磁兼容的概念随着电磁波的发现也逐渐发展并被重视起来。

1.2 电磁兼容的分类

准确来讲，电磁兼容有两方面的含义。一方面，一个设备在正常工作时，它产生的电磁场必须低于一定的限值，不会干扰到其他设备的正常工作， 这个概念称为电磁骚扰（EMI）；另一方面，一个设备必须具备一定的抗干扰能力，可保证在其他设备正常工作产生的电磁场中不扰，这个概念称为电磁抗扰（EMS）。

电磁兼容按照电磁波传输方式的不同也可以分榇导和辐射。传导是指在电磁波以有线的方式在线缆中传输，辐射则是至电磁波在空间以无线的方式进行传输。

根据上述分类方法，电磁兼容问题可分为传导骚扰，辐射骚扰，传导抗扰度，辐射抗扰度，另外电磁兼容还包括静电放电，电压波动，谐波闪烁，电快速脉冲群，浪涌，电压暂降以及磁场干扰方面的研究。

2 电磁兼容测试

为了验证设备是否具备合格的电磁兼容性，并且可重复、可比较，各主要国家或地区都设立专门机构，制定电磁兼容标准，规范测试方法、测试环境以及测试设备。目前，世界范围内接受程度最广是国际电工委员会IEC制定的CISPR系列标准。下面，就来介绍一下标准中规定的几个最常用的EMC实验用例。

2.1 传导骚扰

传导骚扰指的是电流或数据在线缆中传输时，通过线缆，电源端口，控制端口对周围环境产生的干扰。它的测试原理比较简单，以电源端口为例。为了测到被测设备（EUT）在电源端口产生的骚扰，首先需要将人工电源网络（AMN）连接到电源上，它可以滤除电源的杂波，并且给EUT提供稳定的匹配阻抗。然后，将EUT的电源与之相连，同时测量骚扰的接收机也连在AMN上。为避免EUT在上电期间产生大幅度的瞬态信号，从而对接收机造成损坏，还需要在AMN和接收机之间加上限幅器。对于非落地设备，像手机，电视机等EUT， 测试时需要放置在80cm高，至少1m×1.5m的非导电的桌子上（一般为纯木质）；对于落地设备，需要放置在地面进行测试，但是在地面和EUT之间需要放置最高15cm的绝缘层。具体配置如图1所示。

2.2 传导抗扰度

射频发射机产生的电磁场，可以通过EUT的某个或某些线缆，如电源线，信号线，控制线等，耦合到设备内部从而产生干扰。传导抗扰度就是检验EUT抵抗这种干扰的能力。测试原理如图2所示：

首先由信号发生器产生1kHz，80%AM调制的正弦波干扰信号，经放大，匹配，滤波，达到标准中规定的骚扰电压等级，通过注入设备加到EUT上。注入设备首选耦合/去耦合网络，一般做在一个盒子里，称为CDN。原因是CDN可以提供最好的测试可重复性，且保护辅助设备。目前有各种类型的CDN可适用于电源线，信号线等。但仍然有些情况下，CDN是不可用的， 就必须用其他的注入方式，如电流钳。测试在150k～80MHz的频率范围内以1%的步进方式执行，在每个频点上，对EUT的功能进行监控。

2.3 辐射骚扰

辐射骚扰的测量要比传导骚扰复杂得多。首先是场地要求。辐射骚扰通常需要在开阔场（OATS）内进行测试。理想的开阔场一片没有任何电磁波阻碍的场地。如，没有建筑物，电缆，树木等，地下也不能有管道，线缆等物。

这样的场地显然是不容易找到，尤其是在经济较发达地区。所以，标准中规定了其他可替代的场地：半电波暗室和全电波暗室。半电波暗室是指除地面以外四周和顶部都安装了吸波材料，因此除地面外其他地方几乎没有电磁波的反射。全电波暗室则是在半电波的基础上，在地面也加装了吸波材料，实际上是模拟了只有直射波的自由空间。通常，1G以下的辐射骚扰测试在半电波暗室进行，1G以上则使用全电波暗室。

测试前，EUT及其附件按照正常工作的状态放置在80cm高的桌子上（1G以上为1.5m高），至少1m×1.5m，且材质是非传导性的。EUT及其附件的边缘距天线的参考点为10m（1GHz以下）和3m（1GHz以上）。测试时，桌子连同放置的EUT及其附件进行360度旋转，并且在1～4m的范围内移动天线，以找到最大值。

2.4 辐射抗扰度

辐射抗扰度指的是将干扰信号通过天线辐射出去，在EUT周围的空间形成一定水平的场强，如3V/m，然后验证EUT是否会扰。原理与传导抗扰度类似，干扰源信号也是1KHz，80%AM调制的正弦波，不同的是需要在全电波暗室中进行，验证频率80MHz～6GHz，步进为1%。在第一次执行辐射抗扰度测试之前，需要进行场均运性验证（Uniform Field Area）。UFA是一个假想的1.5m×1.5m的平面，在这个平面上均匀划分了16个点。如图3所示。

证时，在每个点上，使用与测试相同的频率范围和步进，并不断调整功率，使得场强水平保持不变。完成后，在每一个频点上得到16个功率值。这16个值按高低排序，至少前12个点中的最大值与最小值之差在6dB以内，并记录该功率最大值为Pc。如果满足该条件，就说明EUT可以放置于该UFA中进行抗扰度测试。

测试时，在每一个频点上使用UFA验证时记录下来的Pc值，来控制信号发生器和功率放大器的输入。保证EUT暴露在所需的场强中。然后观察EUT是否工作正常。

2.5 其他EMC测试

其他的EMC测试用例，如ESD是用来模拟人体放电对EUT的影响；电压闪烁和谐波是验证EUT连接共用电网时对其他设备的影响；电快速脉冲群，浪涌和电压暂降则是模拟公共电网中各种常见干扰，来验证EUT对抗此类干扰的能力。由于篇幅有限，具体测试过程就不一一介绍了。

3 结束语

电磁兼容与人们的生活息息相关，尤其是现代社会各种无线技术飞速发展，环境噪声不断提高。电磁兼容问题日益突出，希望更多的人投入到该领域的研究。

参考文献：

[1]《CISPR 22-2008》：Information technology equipment-Radio disturb

ance characteristics-Limits and methods of measurement.

[2]《EN 61000-4-3-2006+A2-2010》：Electromagnetic compatibility （EMC）-Part 4-3： Testing and measurement techniques-Radiated， radio-frequency， electromagnetic field immunity test.

篇12

研究

探测原理

一、目标的探测原理

电磁波是由物质内部电子运动产生的。它在空间的传播速度约每秒30万千米。它的频谱范围很广，包括无线电波、光波、X射线、γ射线。每种频率的电磁波都有相应的波长和波段。通常，将频率为300万兆赫以下的电磁波称为无线电波。光波包括：红外线、可见光和紫外线，其频率范围为300万兆赫～300亿兆赫，相应波长为1毫米～0.01微米。声波是物体振动时产生的一种机械波。频率为20～20000赫的声波为可听波，频率大于20000赫的声波为超声波，频率低于20赫的声波为次声波。声波在空气中（温度为0℃）的传播速度约为每秒331米，在水中的传播速度约为每秒1450米左右。

各种目标辐射或反射波的形式和能力是不同的。几乎所有目标都能够辐射红外线，并具有反射电磁波的特性；某些目标（雷达、电台）还能够辐射强烈的电磁波；目标在运动时还不可避免的发出声波，从而为现代侦察监视技术设备的探测提供了目标的特征信息。现代侦察监视技术就是通过接受和分析目标的红外线、电磁波可见光等特征信息，达到对目标各种情况的了解、掌握和监控。

二、侦察监视技术的分类

现代侦察监视技术已成为军事高技术的一个重要领域，成为由多种技术组成的庞大、复杂和多样化的技术体系。按照侦察监视技术装备活动的空间分为：地面侦察、水面（下）侦察、空中侦察、航天侦察；按照侦察任务范围分为：战略侦察、战役侦察和战术侦察；按照侦察监视所采取的手段分为：照相侦察、雷达侦察、水声侦察、无线电侦察等；按照实现探测和识别的技术原理分为：光学侦察、电子侦察、声学侦察三类。

三、高技术侦察监视的特点

（一）空间多维化

现代侦察监视技术已经达到了陆、海、空、天、电五位一体和各种天候、气象条件下全方位、全时段、多领域的侦察监视能力，形成了运用无线电、光电、水声、传感等多种技术手段在太空、天空、地面（水面）以及水下（地下）等各个区域对各种目标实施不间断的立体的综合性侦察和监视。这个大的体系中，各种侦察技术及其相关的平台可根据需要和各自的特点和优势，通过科学、合理的组合，互相取长补短，互为补充，互相印证，以获得准确、完整的情报。

（二）传递实时化

情报的价值首先取决其时效性。现代高技术的侦察监视手段与通信手段的发展，使得获取情报、传递情报和处理情报的速度得到了空前的提高，在很多情况下几乎达到了情报获取、传递、处理、利用之间的零时差。海湾战争中，美国使用的“锁眼”KH-11照相侦察卫星，拍摄战场地物图像，经卫星上数/模转换器变成数字信号后，立即传送到华盛顿国家判读中心，还原成高分辨率（0.15～0.3米）地面图像，供情报人员判读，全部过程在1.5小时即可完成。

（三）手段多样化

现代高技术战争最根本的是以信息为主导的战争，单靠某一种侦察手段是难以完成情报保障任务的。因此必须依靠诸军兵种的所有侦察力量，综合运用各种技术侦察手段，形成多范围、多层次、多功能的立体侦察能力，才能满足部队作战的需要。各国侦察监视技术向系统化方向发展。这种系统能把可见光、红外、夜视、电视、激光、雷达等各种侦察监视技术有机组合起来，形成功能齐备、远近结合的综合侦察系统。美国的“锁眼”KH-12照相侦察卫星，即能目标成像，又能侦测各种电磁波信号；美军“升降式目标侦察系统”在M113型装甲输送车上装有战场侦察雷达、红外、电视、激光测距机/目标指示器，以及射频干扰仪，可对目标的多种频段信息进行侦察定位，为作战行动提供全面的情报侦察保障。

（四）信息精确化

高技术侦察监视可靠性、分辨力得到空前的提高。在较高的空间和较远的距离上，以及各种不良的视觉条件下，仍然可较清楚、完整地获取目标的各种情报信息。如美国的E—3A预警机携带的监视雷达，在无明显杂波的条件下，可分辨出时速为1.8千米的海上目标，甚至可辨认出潜艇的潜望镜达和通气孔，侦察卫星成像分辨率已达1米以内，有的甚至达到了0.1米。此外，有的侦察卫星的合成孔径成像雷达还能在不良气候和夜暗条件，跟踪海上目标和地面车辆，发现隐蔽的武器和地下设施。

（五）情报与作战一体化

具有高技术武器装备的部队，基本上实现了情报、指挥与控制、攻击一体化。将侦察到的信息，通过自动化指挥系统加以处理，并迅速传递给打击系统，向敌方发动进攻，在许多方面基本实现了侦察与打击之间的零时差。如在海湾战争中，预警卫星将所得到的伊拉克发射的“飞毛腿”导弹的各种参数，立刻传输给北美防空司令部的大型分析系统，经过分析计算把结果反馈到海湾前线的“爱国者”导弹系统，期间只需几十秒，做到了边发现边摧毁；海洋监视卫星一旦发现敌舰，立即就可给己方舰艇、导弹指示攻击目标，等等。

参考文献：

[1]禚法宝，张蜀平，王祖文，高媛（编著）.《新概念武器与信息化战争》.国防工业出版社，2008年1月

[2]郭炎华（主编）.《军事高技术奥秘解疑》.国防大学出版社,2004年12月

篇13

监测森林火灾的技术是遥感，遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用（可对农作物进行估产、有助于防灾减灾），故监测森林大火火势蔓延变化的最佳手段是遥感技术。

（来源：文章屋网 ）