1.3 电磁兼容学科的研究领域

电磁兼容是涉及多个学科的新兴学科领域，是伴随着电子电气技术及其他科学技术的发展而出现并不断发展的边缘学科。今天，电磁兼容已经成为制约许多应用学科继续发展、充分发挥设备或系统性能以及人类生存环境的重要因素，因此引起世界各国尤其是工业发达国家的重视。为了使同一电磁环境中的各种电子电气设备或系统正常工作，维护正常的生态环境，即实现电磁兼容，人们需要进行的研究可归纳为以下几个方面。

（1）电磁干扰源、耦合通道、敏感设备特性的分析

为抑制电磁干扰，实现电磁兼容，必须研究干扰源的产生机理及性质；研究电磁干扰如何由电磁干扰源传播到敏感设备，包括对传导干扰和辐射干扰的分析；研究敏感设备的响应特性及抗干扰能力。

（2）电磁兼容性分析预测

电磁兼容性分析预测技术是指首先建立各种干扰源、耦合通道和敏感设备的数学模型，利用计算机技术，编制计算程序，得出关于潜在干扰的定量计算结果，以此来指导或修正电磁兼容性设计。电磁兼容性分析预测通常在三个级别上进行，即芯片级的电磁兼容性分析预测、部件级的电磁兼容性分析预测和系统级的电磁兼容性分析预测。

（3）电磁兼容性设计

电磁兼容性设计是实现电子设备或系统规定功能的重要保证，设计的目的是使所设计的设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容。必须在进行设备或系统功能设计时，同步进行电磁兼容性设计。这种设计是在电磁兼容性分析预测基础上进行的，有时还需要将电磁兼容性分析预测和电磁兼容性设计交替进行。若分析预测结果表明有潜在干扰，则必须修改功能设计，再进行分析预测，直到实现电磁兼容。

（4）电磁干扰抑制技术

屏蔽、接地、滤波称为抑制电磁干扰的三大技术，在工程实践中被广泛应用。屏蔽的机理和设计、接地的概念及方法、电磁干扰滤波器的设计等都是研究的内容。

（5）电磁兼容性测量

电子设备或系统是否实现了电磁兼容，最终要由测量结果来判定。电磁兼容性测量有其自身的特点，测量设备、测量场地、测量方法等都是需要研究的内容。

（6）电磁兼容性标准和规范

电磁兼容性标准和规范是进行电磁兼容性设计的指导性文件，也是进行电磁兼容性测量的依据。电磁兼容性测量项目、测量方法以及极限值都是由标准和规范给定的。

随着科学技术的发展，电磁兼容性标准和规范也需要不断修订。因此，电磁兼容性标准和规范的研究、制定和实施是电磁兼容管理的重要内容。

（7）信息泄漏与防泄漏技术

计算机等信息技术设备在运行时，它所处理的信息可能通过设备泄漏的电磁波辐射的方式发射出去，也可能通过电源线、地线、信号线等以传导的方式发射出去，使得在一定距离内不采用特殊设备即可复现这些信息，造成机密信息的泄漏。为防止信息泄漏，确保机要信息的安全，20世纪70年代西方科技文献上出现了TEMPEST技术，这是一项防电磁泄漏的新技术，其任务是检测、评价和控制来自信息技术设备的非功能性传导发射和辐射发射，防止被窃听的危险。

TEMPEST技术与电磁兼容技术两者之间有许多相同的概念和技术，因此将TEMPEST技术也列入电磁兼容学科的研究领域。当然，TEMPEST技术有其特殊性，还有一些特殊的研究内容。

（8）频谱管理

电磁频谱是唯一永存于自然界的一种不灭资源，是人类除土地、水、矿产、森林和能源之外的第六种自然资源。

电磁频谱资源是有限的。随着技术的进步，各种无线电系统大量增加，占用的频谱范围不断扩张，出现许多新的矛盾。加之电磁频谱本身的特点，使得对电磁频谱的管理和合理应用必须通过国际组织进行协调。重要的国际组织有国际电信联盟（ITU）和国际电工技术委员会（IEC）。其中，国际电信联盟主要从事电磁频谱管理和协调确定通信系统参数的工作。国际电工技术委员会主要负责电气和通信设备的重要参数以及一些直接与频谱保护有关的参数的协调工作并提出各种建议。这些国际组织制定了无线电规则和国际电信公约。

国家级的频谱管理机构的主要职责是：

① 检查所申请的使用频率是否与国家和国际规则一致；

② 检查新申请的用户是否有可能产生有害干扰而影响到国内外其他频谱的使用；

③ 授权给各个用户使用某个频率并领发使用证；

④ 检查技术设备；

⑤ 指导监测工作；

⑥ 进行使用频率的国家注册；

⑦ 控制人为噪声电平。

在我国，国家级的频谱管理机构是国家无线电管理委员会和全军无线电管理委员会，地方也有相应的机构，负责频率分配、协调等有关频谱管理工作。

无线电频谱一般可分为若干波段，每个波段又分为若干频道。频道的宽度应足以容纳给定工作模式的典型信号。使用者需要占用某个频道，必须向无线电管理委员会提出申请，得到批准后才能使用。

分配频率时需考虑的因素有对频道的需求量、可用频道的数量、接收机的特性、发射机的工作方式及覆盖范围、信号的带宽和调制方式等。此外，还需规定所允许的发射功率、天线辐射的覆盖范围和工作时间、地点等。凡使用相同频道或相邻频道的用户之间，必须有最低限度的地理间隔，以确保满足电磁兼容性指标。

随着频谱利用和频谱保护方面研究工作的新进展，在电磁兼容学科领域出现了一个重要分支，这就是所谓“频谱工程”，它包括以下几方面研究内容：

● 从频谱管理角度考虑

① 频率的指配；

② 短期兼容规划；

③ 频谱利用的政策；

④ 为压缩所用的频谱而改进设备技术规程的准备；

⑤ 过载的解决和在实际工作中发生的干扰问题；

⑥ 附属设备调度的规定；

⑦ 频谱管理自动化系统；

⑧ 无线电监测管理系统和技术。

● 从频谱规划角度考虑

① 最佳频率指配和分布研究；

② 频谱过载的研究（现存的和预期的）；

③ 现在受到的和预测的干扰问题研究；

④ 频谱使用的规定和测量研究；

⑤ 为提高频谱的使用率，设备和系统特性的最优化研究；

⑥ 频谱使用对信息传递影响的研究；

⑦ 设备、系统和操作规则的目标研究；

⑧ 大范围兼容规则研究；

⑨ 其他通信手段的评价研究；

⑩ 自然的和人为的无线电干扰知识和可能的控制技术的研究。

● 从设备设计者的角度考虑

① 降低寄生辐射的研究；

② 降低接收机截止频率外响应的研究；

③ 在给定带宽下接收特性的最佳化研究；

④ 控制发射机和接收机相互调制的研究；

⑤ 为使覆盖范围最大、干扰最小，天线系统设计的最优化研究；

⑥ 抑制和减少辐射噪声的研究。

可见，频谱工程所涉及的研究内容是非常广泛的，它反映了频谱管理问题的复杂性。解决这些问题，就可沿着有效地和兼容性地利用频谱这一共同目标前进。