代健

（航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京，100071）

從標(biāo)準(zhǔn)化角度回顧電磁兼容技術(shù)的發(fā)展

代健

（航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京，100071）

文摘：闡述世界范圍內(nèi)電磁兼容技術(shù)的發(fā)展歷程，從軍事和民用兩大層面，分別以MIL-STD、IEC/CISPR和IEC/TC 77等標(biāo)準(zhǔn)為代表回顧電磁兼容技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)融合發(fā)展的情況。

無(wú)線電干擾；電磁干擾 （EMI）；電磁兼容 （EMC）；標(biāo)準(zhǔn)化。

如果考慮宇宙微波背景輻射的話，那么電磁波和電磁輻射自宇宙誕生之初即存在了，并充滿整個(gè)宇宙。姑且先不考慮自然產(chǎn)生的電磁場(chǎng)和電磁波，如果說(shuō)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感性現(xiàn)象構(gòu)建了電和磁的緊密關(guān)聯(lián)，麥克斯韋的電波方程構(gòu)筑了電磁波理論基石的話，那么1887年赫茲的電極放電實(shí)驗(yàn)則首次驗(yàn)證了電磁波的存在，而1901年馬可尼使用銅線陣列實(shí)現(xiàn)了首次跨大西洋的電磁波發(fā)射，使人類首次利用電磁波實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離通信。之后，電磁波逐漸被人所用，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電廣播與通信。

與此同時(shí)，人們也逐漸發(fā)現(xiàn)電和磁所帶來(lái)的干擾問題。1881年，英國(guó)科學(xué)家希維賽德發(fā)表了一篇題為 《論無(wú)線電干擾》的文章，電磁干擾問題第一次被正式提出。1887年，德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)成立了干擾問題研究委員會(huì)；1889年，英國(guó)郵政部門開始研究了有線通信中的干擾問題。之后的20世紀(jì)，各種電氣工程和電子設(shè)備快速發(fā)展，在推動(dòng)整個(gè)人類社會(huì)科技進(jìn)步的同時(shí)，也帶來(lái)了越來(lái)越多的干擾問題，電子系統(tǒng)和設(shè)備的電磁兼容因此成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)乃至正常使用過程中所關(guān)注的重點(diǎn)之一。

在電磁兼容發(fā)展歷程中，標(biāo)準(zhǔn)作為國(guó)際通用的技術(shù)語(yǔ)言和研發(fā)設(shè)計(jì)的技術(shù)準(zhǔn)繩，在推動(dòng)電磁兼容技術(shù)不斷進(jìn)步的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用，并推動(dòng)和促進(jìn)了世界范圍內(nèi)電磁兼容技術(shù)的發(fā)展。

1　20世紀(jì)40年代之前——無(wú)線電干擾

自無(wú)線電廣播出現(xiàn)后，各國(guó)都開展了廣播業(yè)務(wù)。美國(guó) Westinghouse公司的工程師 Frank Conrad建立了私營(yíng)廣播電臺(tái)，并于1920年取得營(yíng)業(yè)執(zhí)照；1922年，英國(guó)不列顛廣播公司（BBC）成立，法國(guó)在埃菲爾鐵塔上的電臺(tái)正式播音，第一個(gè)蘇維埃廣播電臺(tái)建成。

由于接收質(zhì)量受到噪聲干擾，早期的無(wú)線電干擾問題逐漸引起人們重視，關(guān)于無(wú)線電干擾的技術(shù)文章在1920左右陸續(xù)出現(xiàn)在各種國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上。當(dāng)時(shí)的無(wú)線電接收機(jī)和收發(fā)天線比較粗糙，易受外部干擾源或內(nèi)部干擾源 （如自激振蕩）的干擾，但隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，很多類似的問題得以消除。另外，早期的無(wú)線電通信收發(fā)設(shè)備數(shù)量很少，且相距甚遠(yuǎn)，所以電磁干擾問題的修正相對(duì)比較簡(jiǎn)單。但之后，隨著電氣設(shè)備（電動(dòng)機(jī)、電氣化鐵路等）和無(wú)線電發(fā)射設(shè)備（無(wú)線電廣播、雷達(dá)等）的不斷發(fā)展，無(wú)線電干擾在20世紀(jì)的20至40年代迅速出現(xiàn)并成為主要問題，并得到人們的廣泛關(guān)注。

為了解決無(wú)線電噪聲干擾問題，美國(guó)全國(guó)光電協(xié)會(huì)和美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)聯(lián)合組建技術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)研究無(wú)線電干擾問題，主要目的是研發(fā)相應(yīng)的電磁干擾測(cè)量技術(shù)和制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其成果是在20世紀(jì)30年代出版了相關(guān)技術(shù)報(bào)告以及關(guān)于電磁干擾測(cè)量方法的技術(shù)文件，并對(duì)測(cè)量?jī)x表進(jìn)行了改進(jìn)。主要體現(xiàn)在：系統(tǒng)闡述了高架輸電線近旁電場(chǎng)強(qiáng)度和無(wú)線電廣播電臺(tái)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量方法，研發(fā)出測(cè)量無(wú)線電干擾和場(chǎng)強(qiáng)的儀表，初步確定了無(wú)線電干擾容限的基本理論。

由于歐洲國(guó)家普遍領(lǐng)土面積較小，一國(guó)的無(wú)線電發(fā)射通?？邕^國(guó)界影響到他國(guó)，因此進(jìn)行跨國(guó)的技術(shù)協(xié)調(diào)、開展無(wú)線電干擾的國(guó)際合作勢(shì)在必行。另外，對(duì)于出口他國(guó)的設(shè)備和儀器，其電磁干擾也必須符合進(jìn)口國(guó)的要求。

1933年，有關(guān)國(guó)際組織在巴黎舉辦了一次特別會(huì)議，研究如何處理國(guó)際性無(wú)線電干擾問題。與會(huì)者普遍認(rèn)為，為避免商品貿(mào)易和無(wú)線電業(yè)務(wù)中出現(xiàn)障礙，最重要的是要在規(guī)定無(wú)線電干擾測(cè)試方法和限值方面保持統(tǒng)一性。為了加快制定國(guó)際上一致公認(rèn)的無(wú)線電干擾系統(tǒng)性標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)議提出，由國(guó)際電工委員會(huì) （IEC）和國(guó)際廣播聯(lián)盟 （UIR）的相關(guān)委員會(huì)代表以及有關(guān)國(guó)際組織代表共同組建 “國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)”（InternationalSpecialCommitteeonRadio Interference，CISPR）。1934年，CISPR召開了第一次會(huì)議，標(biāo)志著CISPR正式成立。在之后的二三年里，CISPR首要工作是確定無(wú)線電干擾可接受的上限和測(cè)量這種干擾的方法，并進(jìn)一步規(guī)范測(cè)量器具，明確160kHz~1605kHz頻段內(nèi)無(wú)線電噪聲測(cè)量操作規(guī)程。

2　20世紀(jì)40至60年代——電磁干擾

第二次世界大戰(zhàn)期間，CISPR屬下的技術(shù)活動(dòng)基本停滯，這對(duì)無(wú)線電干擾測(cè)量和控制技術(shù)的發(fā)展造成一定的影響。但同時(shí)，二戰(zhàn)期間對(duì)電信和雷達(dá)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，又進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì)電子系統(tǒng)無(wú)線電干擾控制技術(shù)的發(fā)展。

在軍事領(lǐng)域，二次世界大戰(zhàn)期間，電子設(shè)備尤其是無(wú)線電通信收發(fā)設(shè)備、無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備和雷達(dá)設(shè)備的使用不斷增加，這些電子設(shè)備之間的干擾開始迅速增多，因此無(wú)線電干擾測(cè)量和控制在軍事上的影響越來(lái)越重要。通常，通過在并不擁擠的頻段重新分配收發(fā)頻率，或?qū)⒚舾性O(shè)備遠(yuǎn)離電磁騷擾源，很多無(wú)線電干擾問題可以較容易地解決，用逐個(gè)排除的辦法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線電干擾的修正。

隨著軍事通信、導(dǎo)航、雷達(dá)需求的不斷增加，電磁頻譜愈發(fā)擁擠，電磁頻譜在相應(yīng)的不斷擴(kuò)展，很多干擾現(xiàn)象超出了無(wú)線電范疇，人們將這些干擾問題統(tǒng)稱為電磁干擾 （EMI）；與此同時(shí)，對(duì)頻譜的合理規(guī)劃也逐漸提上日程。二戰(zhàn)期間，電子通信、導(dǎo)航和雷達(dá)系統(tǒng)作為影響戰(zhàn)局的重要因素，其EMI測(cè)量和控制技術(shù)也成為軍方關(guān)注的焦點(diǎn)，甚至成為強(qiáng)制性要求，軍用標(biāo)準(zhǔn)則成為這種強(qiáng)制要求的具體體現(xiàn)。

軍方對(duì)EMI的重視、CISPR的標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)以及其他協(xié)會(huì)組織的技術(shù)研究，為EMI測(cè)量和控制技術(shù)向更高層次發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1945年，美國(guó)制定了第一部規(guī)范EMI測(cè)量的軍用標(biāo)準(zhǔn)JAN-1-225《150kHz~20MHz無(wú)線電干擾測(cè)量方法》，該標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了CISPR等組織在EMI測(cè)量方面的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范了美陸軍、海軍無(wú)線電干擾的測(cè)量方法，使各種設(shè)備的EMI測(cè)試結(jié)果更具有效性和可比性。1946年，JAN-1-225由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì) （ANSI）改為C 63.1；1963 年C63.1修訂為C 63.2，測(cè)量頻率提高到30MHz；1964年再次修訂為C 63.3，頻率范圍上限達(dá)到1000MHz；2009年，ANSI C 63.4發(fā)布，頻率范圍覆蓋9kHz~40GHz，標(biāo)準(zhǔn)名稱改為 《低壓電子電器設(shè)備無(wú)線電噪聲發(fā)射測(cè)量方法》。由JAN-1-225向ANSI C 63.4的演化，頻率覆蓋范圍越來(lái)越大，為美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)的民用化鋪平了道路。

另外，在上世紀(jì)50至60年代，美軍又制定并發(fā)布了一些EMI控制標(biāo)準(zhǔn)，如：1950年的MIL-I-6181《干擾控制要求》、1958年的 MILSTD-826《航空設(shè)備干擾控制要求》等。除了對(duì)單一設(shè)備的EMI測(cè)量和控制措施外，美軍也嘗試開展了軍用系統(tǒng)層面的EMI控制要求方面的技術(shù)研究，逐步成為美軍用規(guī)范 MIL-E-6051《系統(tǒng)電磁兼容要求》的前身。

在民用領(lǐng)域，二戰(zhàn)后CISPR技術(shù)活動(dòng)逐漸恢復(fù)，并成為IEC所屬的一個(gè)特別委員會(huì)。CISPR逐漸成為國(guó)際上無(wú)線電干擾測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器設(shè)備技術(shù)研討的權(quán)威組織，其標(biāo)準(zhǔn)出版物被國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可和使用。隨著更高頻率的開發(fā)利用，相應(yīng)的EMI測(cè)量方法和設(shè)備也逐漸改進(jìn)，CISPR在技術(shù)協(xié)調(diào)和達(dá)成一致意見方面發(fā)揮了重要的作用。此后，有越來(lái)越多的亞洲國(guó)家和其他地區(qū)國(guó)家以及國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì) （CCIR）等幾個(gè)對(duì)無(wú)線電科學(xué)感興趣的國(guó)際組織也開始參加CISPR會(huì)議。各國(guó)參與者的增多和所從事技術(shù)領(lǐng)域的擴(kuò)展，使CISPR會(huì)議逐漸成為就電磁干擾問題進(jìn)行國(guó)際交流合作的重要載體。

通過CISPR的推動(dòng)，用于更高頻率的測(cè)量技術(shù)和詳細(xì)測(cè)量方法逐漸發(fā)展，技術(shù)內(nèi)容的更新也不斷反映在CISPR的出版物中。上世紀(jì)50至60年代，由于EMI在廣播電視、通信、家用電器、汽車和工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療 （ISM）設(shè)備等民用領(lǐng)域影響的逐漸凸顯，CISPR進(jìn)一步完善了針對(duì)這些民用設(shè)備EMI測(cè)量方法，并組織開展了很多實(shí)際測(cè)量，積累了大量數(shù)據(jù)，為后續(xù)明確EMI控制的限值要求奠定了基礎(chǔ)。

除了 CISPR外，很多國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)協(xié)會(huì)、組織也開展了大量相關(guān)技術(shù)研究工作，如歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) （CENELEC）、德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì) （VDE）、美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）等。這些技術(shù)研究工作，不僅限于EMI的測(cè)量，而且更深入研究了EMI產(chǎn)生的機(jī)理以及如何抑制EMI的設(shè)計(jì)方法等。

3　20世紀(jì)60至80年代——電磁兼容

在EMC技術(shù)發(fā)展過程中，無(wú)論是軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域，人們?cè)谘芯侩娮酉到y(tǒng)EMC過程中，認(rèn)識(shí)到為了使若干設(shè)備和分系統(tǒng)在同一時(shí)間段內(nèi)共存于有限空間，必須對(duì)這些設(shè)備和分系統(tǒng)的EMI發(fā)射限值進(jìn)行某種約定。在實(shí)踐總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，人們編制了各種EMC標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種電磁干擾應(yīng)控制在某些限值內(nèi)，同時(shí)也規(guī)定了敏感設(shè)備必須具備一定的抗干擾能力，同時(shí)所有這些約定均應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。

在軍事領(lǐng)域，美國(guó)軍方一直致力于EMC技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。對(duì)于設(shè)備和分系統(tǒng)級(jí)EMC，1964年美國(guó)國(guó)防部組織專門小組制定三軍統(tǒng)一的EMI測(cè)量和控制要求標(biāo)準(zhǔn)，這就是著名的MIL-STD-461/462系列標(biāo)準(zhǔn)；1967年美軍出版了MIL-STD-462《電磁干擾特性的測(cè)量》；1968年出版了MIL-STD-461《控制電磁干擾的電磁發(fā)射和敏感度要求》，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相互配套，共同使用。1965年，發(fā)布了軍用規(guī)范 MIL-E-55301《電磁兼容》，首次將 “電磁兼容”概念引入軍事領(lǐng)域。同時(shí)，美軍也逐漸意識(shí)到，即使組成系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備符合461/462軍標(biāo)要求，也不能保證各設(shè)備組成系統(tǒng)后能夠在所處的電磁環(huán)境中兼容工作，因此系統(tǒng)級(jí)EMC逐漸提上日程。

系統(tǒng)級(jí)EMC涉及范圍廣泛，研究難度很大，不但包括組成系統(tǒng)各設(shè)備間實(shí)現(xiàn)電磁兼容，還要求系統(tǒng)對(duì)所處的電磁環(huán)境實(shí)現(xiàn)兼容。從上世紀(jì)60年代開始，對(duì)于系統(tǒng)EMC要求和相關(guān)的試驗(yàn)，美軍方也一直處于研究和探索階段，并且這一階段的研究是保密的，對(duì)外公開的資料少之又少。具有諷刺意味的是，一次偶然的災(zāi)難事件加速了美軍對(duì)系統(tǒng)EMC要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布。1967年7月29日，在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中動(dòng)用的“福萊斯特”號(hào)航母由于EMC事故，使F-4機(jī)翼下的 “阻尼空地火箭”意外點(diǎn)火，引發(fā)連環(huán)爆炸，造成134人死亡，21架飛機(jī)被毀，受損嚴(yán)重的 “福萊斯特”號(hào)航母草草結(jié)束了在越南的作戰(zhàn)。這次慘痛的教訓(xùn)，使美軍徹底認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)級(jí)EMC的重要性。同年9月7日，美軍即發(fā)布了軍用規(guī)范 MIL-E-6051D《系統(tǒng)電磁兼容要求》（這是在1960年發(fā)布的MIL-E-6051C基礎(chǔ)上修訂的，更早版本未見全文），規(guī)定了系統(tǒng)電磁兼容性總要求，包括危險(xiǎn)程度、降級(jí)準(zhǔn)則、線纜、電源、接地、雷電防護(hù)、靜電放電、人身危害、對(duì)火工品的危害等。該標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍中雖未特指，但其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要針對(duì)航空裝備。

在民用領(lǐng)域，隨著電子電氣設(shè)備的快速發(fā)展，EMI的干擾頻段更加寬泛。為了進(jìn)一步規(guī)范更寬頻帶的EMI測(cè)試，CISPR組織開展了一系列測(cè)量技術(shù)和儀器的改進(jìn)，并組織制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1958年，當(dāng)時(shí)測(cè)試頻帶最高僅到30MHz，1961年則提高至300MHz，直至1968年，更達(dá)到1000MHz。同期，CISPR出版了 CISPR-4《300MHz~ 1000MHz的無(wú)線電干擾測(cè)量規(guī)范》和 CISPR-5《無(wú)線電干擾測(cè)量?jī)x器非準(zhǔn)峰值檢波器》。

1973年 6月，IEC/TC77電磁兼容技術(shù)委員會(huì)成立，CISPR和 TC77雖然都屬于 IEC，但其各有分工。在電磁兼容顧問委員會(huì) （ACEC）的協(xié)調(diào)下，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)按照各自分工組織開展EMC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。1973年，歐洲經(jīng)濟(jì)共同體內(nèi)部成立了歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC），負(fù)責(zé)在歐共體內(nèi)制定設(shè)備電磁干擾和性能限值方面協(xié)調(diào)一致的歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

除了一些國(guó)際性、區(qū)域性的組織外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家也率先出臺(tái)了一些EMC管理政策。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) （FCC）出版了關(guān)于電磁干擾測(cè)量進(jìn)行國(guó)家管理的政策措施。例如：1968年出版的 《美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)規(guī)章與條例》第二卷第18篇和1979年頒布的 《電磁發(fā)射限值規(guī)范》，都要求所有在美國(guó)銷售的 “數(shù)字電子產(chǎn)品”的電磁發(fā)射必須低于某一限值，否則不能在美國(guó)銷售。

另外，由于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸需求的迅猛增長(zhǎng)，無(wú)線頻譜資源變得越來(lái)越擁擠，這就需要對(duì)頻譜資源進(jìn)行合理規(guī)劃和利用。國(guó)際電信聯(lián)盟 （ITU）（ITU成立于1865年5月17日，是世界各國(guó)政府的電信主管部門之間協(xié)調(diào)電信事務(wù)方面的國(guó)際組織）下屬的無(wú)線電通信部門 （ITU-R）的核心工作就是管理國(guó)際無(wú)線電頻譜和衛(wèi)星軌道資源。ITU的《組織法》規(guī)定，ITU有責(zé)任對(duì)頻譜和頻率指配，以及對(duì)衛(wèi)星軌道位置和其他參數(shù)進(jìn)行分配和登記，“以避免不同國(guó)家間的無(wú)線電電臺(tái)出現(xiàn)有害干擾”。至此，頻率通知、協(xié)調(diào)和登記的規(guī)則程序成為國(guó)際頻譜管理體系的依據(jù)。ITU-R所從事的頻譜管理和協(xié)調(diào)原則上不屬于EMC的領(lǐng)域范疇，但其重要作用直接和間接促進(jìn)了EMC發(fā)展，ITU-R所從事的頻譜管理活動(dòng)直到今天仍然活躍。

賈建芳在《中國(guó)特色社會(huì)主義“特”在哪里？》一文中指出，“中國(guó)特色社會(huì)主義的‘特’，既體現(xiàn)在中國(guó)特色社會(huì)主義道路上，又體現(xiàn)在中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系上。”“把科學(xué)社會(huì)主義的基本原則與我國(guó)實(shí)際和時(shí)代特征相結(jié)合的社會(huì)主義就是中國(guó)特色社會(huì)主義?！笔Y學(xué)模認(rèn)為，“中國(guó)特色社會(huì)主義”之“特”體現(xiàn)在獨(dú)特的歷史道路、獨(dú)特的所有制結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體制、獨(dú)特的人文條件等方面［18］。

20世紀(jì)60至80年代，在EMC工程領(lǐng)域，其技術(shù)發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施密不可分，EMC標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品開發(fā)研制與驗(yàn)收中均發(fā)揮重要作用，“依據(jù)EMC限值要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用專用手段對(duì)EMC進(jìn)行控制，按照EMC試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證”的一整套EMC活動(dòng)日趨成熟。同時(shí)，EMC測(cè)量工具設(shè)備的不斷發(fā)展、精度的逐步提高，干擾濾波、屏蔽搭接等EMC控制手段的不斷完善，也有效地帶動(dòng)了EMC工程技術(shù)的發(fā)展。

在EMC學(xué)術(shù)領(lǐng)域，由于EMC與電磁學(xué)緊密相關(guān)以及宏觀電磁學(xué)的發(fā)展，也不斷推動(dòng)EMC理論的進(jìn)步，尤其是各種EMC數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建、計(jì)算電磁學(xué)的應(yīng)用，使EMC理論不斷豐富完善。理論與工程的相互印證、相互促進(jìn)，使EMC技術(shù)迅速發(fā)展，成為電子學(xué)的重要交叉學(xué)科和前沿領(lǐng)域，成為軍事裝備和民用電子產(chǎn)品所必須考慮的重要問題。

4　20世紀(jì)80年代至今——EMC和E3的深入發(fā)展

20世紀(jì)80年代，數(shù)字電子技術(shù)得到普及并迅速發(fā)展，深深影響了EMC有關(guān)問題的發(fā)展。首先，基本數(shù)字電路對(duì)瞬態(tài)EMI非常敏感，在其影響下，數(shù)字邏輯關(guān)系很容易失效。與此同時(shí)，數(shù)字電路和設(shè)備由于采用周期非常短的脈沖頻率，且上升和下降沿十分 “陡峭”，可視為瞬態(tài)脈沖，又帶來(lái)了大量的寬帶電磁噪聲。另外，數(shù)字電子設(shè)備廣泛采用固體元器件和集成電路，而固體元器件很容易被瞬態(tài)EMI損壞，集成電路的大規(guī)模密集布線也容易受到電磁干擾和自身信號(hào)的干擾。因此，元器件、集成電路的EMC十分重要，需要運(yùn)用專門的設(shè)計(jì)和工程方法來(lái)保護(hù)靈敏的半導(dǎo)體器件免遭電磁環(huán)境的損傷，該領(lǐng)域的研究至今仍頗受重視，在EMC技術(shù)領(lǐng)域有著特殊重要地位。

人們逐漸發(fā)現(xiàn)，對(duì)于元器件在PCB板的安裝和布局、元器件和PCB板本身的各項(xiàng)參數(shù)、高速信號(hào)的布線等問題都會(huì)影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，甚至完全不能工作，這就引出了EMC的另一個(gè)分支領(lǐng)域——信號(hào)完整性。信號(hào)完整性，本質(zhì)上是指信號(hào)在傳輸路徑上的質(zhì)量，其目標(biāo)是使電路中信號(hào)能以要求的時(shí)序、持續(xù)時(shí)間、電壓幅度和波形進(jìn)行傳輸并到達(dá)指定的功能部位 （芯片管腳或執(zhí)行單元）。器件級(jí)EMC和信號(hào)完整性使得EMC逐漸引入微觀技術(shù)領(lǐng)域。

在宏觀領(lǐng)域，隨著電子學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展，無(wú)論是軍事裝備還是民用設(shè)備，其電子系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，無(wú)線互聯(lián)和射頻設(shè)備應(yīng)用愈發(fā)廣泛，電磁環(huán)境較以往愈發(fā)復(fù)雜。利用傳統(tǒng)電磁學(xué)理論和模型分析EMC問題變得愈發(fā)困難，致使EMC計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)逐漸興起，相關(guān)的商用軟件也逐漸成熟，有效地促進(jìn)了EMC分析、設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)，尤其是并行電磁學(xué)仿真計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，使得電大尺寸 （幾何尺寸比波長(zhǎng)大很多）EMC仿真分析成為可能。與此同時(shí)，EMC技術(shù)在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域應(yīng)用的深度和廣度不斷提高。

在軍事領(lǐng)域，EMC技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)一直未曾停滯。自從美軍標(biāo)MIL-STD-461/462發(fā)布后，隨著軍用電子設(shè)備日趨復(fù)雜和先進(jìn)，電磁干擾現(xiàn)象愈發(fā)頻繁。為了進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范軍用設(shè)備的EMC，MIL-STD-461/462經(jīng)歷了幾次大的改版。MIL-STD-461E將MIL-STD-461D和MIL-STD-462D整合為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；目前最新版本為2007年發(fā)布的MIL-STD-461F《設(shè)備和分系統(tǒng)電磁干擾特性控制要求》。MIL-STD-461F反映了美軍近50年來(lái)，在EMI測(cè)量和控制領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，得到了全球的公認(rèn)，很多國(guó)家將該標(biāo)準(zhǔn)作為本國(guó)武器裝備研制和使用中EMI測(cè)量和控制的準(zhǔn)則。目前，MIL-STD-461G也正在編制過程中。

另外，隨著軍事裝備向大系統(tǒng)、集成化方向發(fā)展，在系統(tǒng)級(jí)EMC領(lǐng)域，尤其是1982年馬島海戰(zhàn)中英艦 “謝菲爾德”號(hào)事件，美軍方意識(shí)到系統(tǒng)EMC對(duì)適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中復(fù)雜系統(tǒng)電磁環(huán)境、提高戰(zhàn)斗力有著特殊重要作用。為此，“系統(tǒng)EMC要求”成為美軍方在采購(gòu)過程中所必須遵從的準(zhǔn)則。1992年，美軍對(duì)MIL-E-6051D進(jìn)行了修訂改版，改版后形成MIL-STD-1818《系統(tǒng)電磁效應(yīng)要求》；1993年，美軍又對(duì)其進(jìn)行修訂，形成 MIL-STD-1818A，該標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用范圍是空軍裝備，包括飛機(jī)、地面支持設(shè)備等，較MIL-E-6051D有較大的改進(jìn)和提升。

在1993年之前，美軍關(guān)于系統(tǒng)級(jí)EMC的標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)的是航空武器裝備；隨著水面和水下艦艇、航天系統(tǒng)、地面武器裝備向復(fù)雜大系統(tǒng)發(fā)展，美軍著手開展頂層的、三軍通用的，適用范圍廣泛的系統(tǒng)級(jí)EMC標(biāo)準(zhǔn)研究，并將EMC的概念進(jìn)一步擴(kuò)展，提出了電磁環(huán)境效應(yīng)（Electromagnetic Environment Effect，E3）的理念。1997年，MIL-STD-464《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求》發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)首次將航空裝備、水面和水下艦艇、航天系統(tǒng)、地面裝備和軍火等的EMC通用要求全部囊括，明確了美軍在上述裝備采購(gòu)過程中的EMC考核要求，發(fā)布之日起即在全軍范圍內(nèi)施行，包括新研裝備和其改進(jìn)型。MIL-STD-464標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，是美軍系統(tǒng)級(jí)EMC研究的里程碑，之后的所有系統(tǒng)級(jí)EMC要求都在該版本上進(jìn)行改進(jìn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，MILSTD-464經(jīng)歷了3次修訂，2002年更新為A版，2010年10月更新為B版，2010年12月更新為C版，也就是目前最新的MIL-STD-464C。

為了支撐針對(duì)MIL-STD-464C的試驗(yàn)考核，美軍不惜耗費(fèi)巨資，建設(shè)許多大型的試驗(yàn)場(chǎng)地，用于系統(tǒng)級(jí)電磁環(huán)境效應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證和考核，如美國(guó)馬里蘭州帕圖克森特海軍航空作戰(zhàn)中心的E3試驗(yàn)場(chǎng)地，其最大規(guī)模的暗室達(dá)到了 55m× 55m×18m，可容納整機(jī)的E3試驗(yàn)；美國(guó)海軍海上作戰(zhàn)中心達(dá)爾格倫分部為海軍水面艦船進(jìn)行E3研究、測(cè)試和評(píng)估。通過MIL-STD-461F標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備和分系統(tǒng)的EMC要求和試驗(yàn)進(jìn)行規(guī)范，MIL-STD-464C對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的E3提出要求，并進(jìn)行試驗(yàn)考核，確保了美軍武器裝備能夠具備在戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境條件下執(zhí)行任務(wù)的能力。

在民用領(lǐng)域，CISPR主導(dǎo)的無(wú)線電收發(fā)設(shè)備、電子產(chǎn)品、工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療射頻設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備等的EMC干擾限值和測(cè)量方法不斷發(fā)展，所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)出版物更新頻繁，比較著名的有CISPR 16《無(wú)線電騷擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法規(guī)范》系列、IEC 61000-6-3/4《電磁兼容》等。CISPR 16標(biāo)準(zhǔn)自1984年首次發(fā)布以來(lái)，經(jīng)歷了三次較大規(guī)模的調(diào)整和修訂：1989年完成了第 1次修訂，出版了 CISPR 16：1989（第2版）；1993年對(duì)篇幅龐大的CISPR 16按測(cè)量設(shè)備規(guī)范、測(cè)量方法和統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行拆分，形成3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；2002年再次對(duì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大調(diào)整，拆分成14個(gè)分標(biāo)準(zhǔn)，直至2006年歷時(shí)5年完成了CISPR有史以來(lái)工程浩大、耗時(shí)最長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)合理、系統(tǒng)性強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，截至2009年 CISPR 16共包含 16個(gè)分標(biāo)準(zhǔn)。此外，CISPR 16與其他標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套，形成了較為完備的EMC標(biāo)準(zhǔn)體系。IEC/TC77自80年代以來(lái)，與CISPR分工協(xié)作，主要制定了EMC基本文件，即 IEC 61000系列出版物，涉及電磁環(huán)境、發(fā)射、抗擾度，試驗(yàn)程序和測(cè)量技術(shù)等的規(guī)范，特別是處理與電力網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)以及與其相連設(shè)備等的EMC問題。

除了CISPR和TC77這2個(gè)專門制定EMC標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際組織外，IEC還有一些產(chǎn)品委員會(huì)制定其各自應(yīng)用領(lǐng)域和授權(quán)范圍的EMC標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)通常都是各個(gè)行業(yè)配套使用的系列標(biāo)準(zhǔn)。另外，國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部（ITU-T）中SG 5（第5研究組-電磁環(huán)境影響的防護(hù)）在研究電信系統(tǒng)的電磁兼容方面是最有經(jīng)驗(yàn)的國(guó)際組織，特別是在過電壓 （過電流）保護(hù)方面，制定了一系列權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，比較著名的有ITU-T K系列建議書《電磁兼容和干擾防護(hù)》、《防雷手冊(cè)》、《接地手冊(cè)》等。

除了國(guó)際EMC專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域之外，EMC在國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易領(lǐng)域也有著特殊重要的地位。在國(guó)際貿(mào)易領(lǐng)域，隨著歐洲自由貿(mào)易區(qū)的發(fā)展，80年代的歐洲國(guó)家開始關(guān)注制定和管理電磁干擾發(fā)射和抗擾度限值的通用性能標(biāo)準(zhǔn)，通過統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施使得歐洲企業(yè)能夠在全歐洲銷售自身的產(chǎn)品。由CENELEC制定的各種指導(dǎo)書涵蓋了諸如無(wú)線電和電視接收機(jī)、信息技術(shù)設(shè)備、工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療設(shè)備等各種電氣電子設(shè)備。CENELEC指導(dǎo)書緊密地建立在CISPR和IEC的其他出版物的基礎(chǔ)上。CENELEC制定的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，只是為取得各國(guó)對(duì)EMC認(rèn)同的第一步，并經(jīng) CISPR審議通過，促進(jìn)了歐洲商品貿(mào)易的發(fā)展。之后，隨著貿(mào)易全球化，歐盟根據(jù) 89/336/ EEC指令，從1996年1月開始，對(duì)在歐盟銷售的電子類產(chǎn)品開始強(qiáng)制執(zhí)行EMC標(biāo)準(zhǔn)，這在世界范圍內(nèi)掀起了對(duì)電氣電子類產(chǎn)品開展EMC研究和測(cè)試的熱潮。

除歐盟外，世界其他各國(guó)無(wú)論是從保護(hù)本國(guó)對(duì)外貿(mào)易出口還是改善本國(guó)電磁環(huán)境方面，都意識(shí)到實(shí)施EMC標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

為應(yīng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易中的EMC技術(shù)壁壘，滿足相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)要求，國(guó)際EMC檢測(cè)認(rèn)證產(chǎn)業(yè)隨之發(fā)展起來(lái)，只有經(jīng)過檢測(cè)認(rèn)證達(dá)到各國(guó)EMC相關(guān)要求的產(chǎn)品，才能進(jìn)入各國(guó)市場(chǎng)銷售；尤其像汽車、心臟起搏器等與人身健康和安全密切相關(guān)的消費(fèi)類產(chǎn)品，更是需要嚴(yán)格的EMC檢測(cè)認(rèn)證。

EMC技術(shù)與電子類產(chǎn)品生產(chǎn)銷售直接相關(guān)，更促進(jìn)了民用領(lǐng)域EMC測(cè)量技術(shù)和工程應(yīng)用的發(fā)展。高精度EMC測(cè)量設(shè)備、寬屏帶EMC測(cè)試手段、先進(jìn)EMC測(cè)試場(chǎng)地，有效保障了EMC試驗(yàn)與測(cè)量。工業(yè)硅鋼、鐵鎳合金、導(dǎo)電高分子材料、新型屏蔽材料等電磁兼容工程材料的發(fā)展，有效地支撐了EMC工程技術(shù)的應(yīng)用。

當(dāng)今，國(guó)際領(lǐng)域EMC技術(shù)發(fā)展十分迅速，EMC理論研究與工程應(yīng)用極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和軍事技術(shù)的變革。其中，EMC標(biāo)準(zhǔn)更是助推了EMC技術(shù)的發(fā)展，尤其為加強(qiáng)武器系統(tǒng)電磁兼容性、提高武器裝備作戰(zhàn)效能，實(shí)施電子產(chǎn)品EMC認(rèn)證、促進(jìn)國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

［1］全國(guó)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/全國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)．電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南［M］，北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010．

［2］C.R.Paul．電磁兼容導(dǎo)論 （第 2版）［M］．北京：人民郵電出版社，2007．

［3］MIL-STD-461F．Requirements for the control ofelectromagneticinterferencecharacteristics ofsubsystemsandequipment［S］ ． US Department of Defense，2007．

代健 （1984年—），男，碩士，現(xiàn)主要從事航天領(lǐng)域電磁兼容技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化研究。