二、电磁兼容理论基础-1PPT格式课件下载.ppt

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由不连续的谱线组成，每一条线代表一个正弦成，每一条线代表一个正弦分量分量谐波性：

每一条线只能出现谐波性：

每一条线只能出现在基频的整数倍的频率上在基频的整数倍的频率上收敛性：

各次谐波的幅值大收敛性：

各次谐波的幅值大小随着频率的增加而逐渐减小随着频率的增加而逐渐减小小EMCtheoryandapplication连续时间非周期信号分析连续时间非周期信号分析周期趋于无限的连续时间周期趋于无限的连续时间周期信号周期信号周期信号的频谱是离散的复周期信号的频谱是离散的复频域，表示的是每个谐波分频域，表示的是每个谐波分量（单一频率）的复振频量（单一频率）的复振频连续时间非周期信号连续时间非周期信号非周期信号的频率是连续非周期信号的频率是连续的频谱，表示的是每单位的频谱，表示的是每单位带宽内所有谐波分量合成带宽内所有谐波分量合成的复振频的复振频EMCtheoryandapplication傅立叶正变换傅立叶正变换傅立叶反变换傅立叶反变换EMCtheoryandapplicationEMCtheoryandapplication离散时间周期信号（周期序列）分析离散时间周期信号（周期序列）分析连续时间周期信号是无限多个呈谐波关系的复指数信号的线连续时间周期信号是无限多个呈谐波关系的复指数信号的线性组合性组合考虑到：

周期序列（在满足考虑到：

周期序列（在满足为有理数时，）是连为有理数时，）是连续周期信号在时间上的离散化续周期信号在时间上的离散化周期序列在时域上也可以用复指数序列形式的傅里叶级数周期序列在时域上也可以用复指数序列形式的傅里叶级数来表示。

来表示。

EMCtheoryandapplication在连续域傅里叶级数可表示为具有无限多个频谱分在连续域傅里叶级数可表示为具有无限多个频谱分量，而在离散域只含有有限个谐波分量；

量，而在离散域只含有有限个谐波分量；

各谐波复振幅的傅里叶系数是复指数序列各谐波分各谐波复振幅的傅里叶系数是复指数序列各谐波分量的复振幅，反映了各谐波分量的幅度和相位，用量的复振幅，反映了各谐波分量的幅度和相位，用它可以表示离散时间周期信号的频谱；

它可以表示离散时间周期信号的频谱；

EMCtheoryandapplication离散时间周期信号的频谱是周期性离散频谱。

离散时间周期信号的频谱是周期性离散频谱。

EMCtheoryandapplication离散时间非周期信号（非周期序列）分析离散时间非周期信号（非周期序列）分析定义离散时间非周期信号的频谱密度函数（即离散时间傅里叶定义离散时间非周期信号的频谱密度函数（即离散时间傅里叶变换）为：

变换）为：

EMCtheoryandapplicationEMCtheoryandapplication采用数字方法直接由模拟采用数字方法直接由模拟/数字转换器数字转换器（ADC）对输入信号取样对输入信号取样,再经再经FFT处理后获得频谱分布图处理后获得频谱分布图EMCtheoryandapplication1.位移电流位移电流位移电流位移电流不是电荷不是电荷的运动，而是一种的运动，而是一种人为定义人为定义的概念。

的概念。

对对于于静静态态场场，因因，由由此此导导出出电电流流连续性原理：

连续性原理：

电荷守恒原理：

EMCtheoryandapplication上式中上式中具有具有电流密度电流密度量纲。

量纲。

将将代入代入，得，得对于对于时变时变电磁场，因电磁场，因，不可能，不可能根据电荷守恒原理推出电流连续性原理。

根据电荷守恒原理推出电流连续性原理。

位移电流位移电流电流连续是客观存电流连续是客观存在的物理现象，例如真在的物理现象，例如真空电容器中的电流。

空电容器中的电流。

EMCtheoryandapplication麦克斯韦将麦克斯韦将称为称为位移电流密度位移电流密度，以，以Jd表示。

表示。

即即求得求得上上式式称称为为全全电电流流连连续续性性原原理理。

它它包包括括了了传传导导电电流流，运流运流电流及电流及位移位移电流。

电流。

位位移移电电流流密密度度是是电电通通密密度度的的时时间间变变化化率率，或或者者说是说是电场电场的时间变化率。

的时间变化率。

EMCtheoryandapplication对于对于静静电场，由于电场，由于，自然，自然不不存在位移电流。

存在位移电流。

对对于于时时变变电电场场，电电场场变变化化愈愈快快，产产生生的的位位移移电电流流密度也密度也愈大愈大。

在良导体中在良导体中已知传导电流密度已知传导电流密度，因此，因此在电导率较低的介质中在电导率较低的介质中麦克斯韦认为麦克斯韦认为位移电流位移电流也可产生也可产生磁场磁场，因此前述，因此前述安培环路定律变为安培环路定律变为EMCtheoryandapplication即即上两式称为上两式称为全电流定律全电流定律。

它表明时变磁场是由。

它表明时变磁场是由传导传导电流，电流，运流运流电流以及电流以及位移位移电流共同产生的。

电流共同产生的。

位移电流是由时变电场形成的，由此可见，位移电流是由时变电场形成的，由此可见，时变时变电场电场可以产生可以产生时变磁场时变磁场。

电磁感应定律表明，电磁感应定律表明，时变磁场时变磁场可以产生可以产生时变电场时变电场。

因此，麦克斯韦引入位移电流以后，预见因此，麦克斯韦引入位移电流以后，预见时变电场时变电场与与时变磁场时变磁场相互转化的特性可能会在空间形成相互转化的特性可能会在空间形成电磁波电磁波。

EMCtheoryandapplication2.麦克斯韦方程麦克斯韦方程静态场中的静态场中的高斯定理高斯定理及及磁通连续性原理磁通连续性原理对于时变电对于时变电磁场磁场仍然成立。

仍然成立。

那么，对于时变电磁场，麦克斯韦归纳那么，对于时变电磁场，麦克斯韦归纳为如下为如下44个方程：

个方程：

积分形式积分形式微分形式微分形式全电流定律全电流定律电磁感应定律电磁感应定律磁通连续性原理磁通连续性原理高斯定律高斯定律EMCtheoryandapplication时变时变电场电场是是有旋有散有旋有散的，时变的，时变磁场磁场是是有旋无散有旋无散的。

但是，时变电磁场中的电场与磁场是的。

但是，时变电磁场中的电场与磁场是不可分割不可分割的，因此，时变电磁场是的，因此，时变电磁场是有旋有散有旋有散场。

场。

在在无源区无源区中，时变电磁场是有旋中，时变电磁场是有旋无无散的。

散的。

积分形式积分形式微分形式微分形式EMCtheoryandapplication电场线与磁场线电场线与磁场线相互交链相互交链，自行闭合自行闭合，从而，从而在空间形成在空间形成电磁波电磁波。

时变时变电场电场与时变与时变磁场磁场处处处处相互垂直相互垂直。

为为了了完完整整地地描描述述时时变变电电磁磁场场的的特特性性，麦麦克克斯斯韦韦方方程程还还应应包包括括电电荷荷守守恒恒方方程程以以及及说说明明场场与与介介质质关关系系的方程，即的方程，即式中式中代表代表电流电流源或非电的源或非电的外外源。

源。

EMCtheoryandapplication麦克斯韦方程组中各个方程麦克斯韦方程组中各个方程不是不是完全独立的。

完全独立的。

可以由第可以由第1、2方程导出第方程导出第3、4方程，或反之。

方程，或反之。

对于静态场，则对于静态场，则那么，上述麦克斯韦方程变为那么，上述麦克斯韦方程变为静电场静电场方程和方程和恒定恒定磁场磁场方程，方程，电场电场与与磁场磁场不再相关，不再相关，彼此独立彼此独立。

EMCtheoryandapplication“在在简简单单的的形形式式下下隐隐藏藏着着深深奥奥的的内内容容，这这些些内内容容只只有有仔仔细细的的研研究究才才能能显显示示出出来来，方方程程是是表表示示场场的的结结构构的的定定律律。

它它不不像像牛牛顿顿定定律律那那样样，把把此此处处发发生生的的事事件件与与彼彼处处的的条条件件联联系系起起来来，而而是是把把此此处处的的现现在在的的场场只只与与最最邻邻近近的的刚刚过过去去的的场场发生联系。

发生联系。

”爱爱因因斯斯坦坦（1879-1955）对对于于麦麦克克斯斯韦韦方方程程的的评评述述：

“这这个个方方程程的的提提出出是是牛牛顿顿时时代代以以来来物物理理学学上上的的一一个个重重要要事事件件，它它是是关关于于场场的的定定量量数数学学描描述述，方方程程所所包包含含的的意意义义比比我我们们指指出的要丰富得多。

出的要丰富得多。

”“假假使使我我们们已已知知此此处处的的现现在在所所发发生生的的事事件件，藉藉助助这这些些方方程程便便可可预预测测在在空空间间稍稍为为远远一一些些，在在时时间间上上稍稍为为迟迟一一些些所所发生的事件。

发生的事件。

”EMCtheoryandapplication麦克斯韦方程除了对于麦克斯韦方程除了对于科学技术科学技术的发展具有的发展具有重重大大意义外，对于意义外，对于人类历史人类历史的进程也起了的进程也起了重要重要作用。

作用。

正如美国著名的物理学家正如美国著名的物理学家弗曼弗曼所述：

所述：

“从人类从人类历史的漫长远景来看历史的漫长远景来看即使过即使过一万年一万年之后回头来之后回头来看看毫无疑问，在十九世纪中发生的毫无疑问，在十九世纪中发生的最有意义最有意义的的事件将判定是麦克斯韦对于电磁定律的发现，事件将判定是麦克斯韦对于电磁定律的发现，与这与这一重大科学事件相比之下，一重大科学事件相比之下，同一个十年中发生的同一个十年中发生的美美国内战国内战（1861-1865）将会降低为一个）将会降低为一个地区性地区性琐事而琐事而黯然失色黯然失色”。

EMCtheoryandapplication处处于于信信息息时时代代的的今今天天，从从婴婴儿儿监监控控器器到到各各种种遥遥控控设设备备、从从雷雷达达到到微微波波炉炉、从从地地面面广广播播电电视视到到太太空空卫卫星星广广播播电电视视、从从地地面面移移动动通通信信到到宇宇宙宙星星际际通通信信、从从室室外外无无线线局局域域网网到到室室内内蓝蓝牙牙技技术术、以以及及全全球球卫卫星星定位导航系统定位导航系统等，无不利用等，无不利用电磁波电磁波作为作为信息载体信息载体。

无无线线信信息息高高速速公公路路使使人人们们能能在在任任何何地地点点、任任何何时间时间同同任何人任何人取得联系。

取得联系。

如如此此广广泛泛的的应应用用说说明明了了麦麦克克斯斯韦韦和和赫赫兹兹对对于于人人类类文明文明和和进步进步的伟大贡献。

的伟大贡献。

目前中国已有目前中国已有近近99亿亿移动通信用户，移动通信用户，五亿多五亿多因特因特网用户。

网用户。

EMCtheoryandapplication电磁兼容的单位电磁兼容的单位测试测试50MHz至至3.5GHz频率范围频率范围高频高频（RF）电磁波强度测量电磁波强度测量大哥大基地台天线电磁波辐射强度测量大哥大基地台天线电磁波辐射强度测量无线通讯应用无线通讯应用（CW、TDMA、GSM、DECT）RF高频电磁波使用安全高频电磁波使用安全RF高频发射机功率测量高频发射机功率测量无