《电磁场与电磁兼容》期末试卷10-112B答案解读.doc

1北 京 交 通 大 学 考 试 试 题课程名称:电磁场与电磁兼容 2010年-2011年度第二学期 B 卷(请考生注意:本试卷共有九道大题 一、在抗扰度测试项目中,浪涌、电快速脉冲群、静电放电、射频辐射场、射频感应的传导骚扰主要是模拟现实生活中什么样的骚扰?(6分答:浪涌测试模拟感应雷击及电源系统的开关操作在电源线或信号线上产生的骚扰。电快速脉冲群模拟接感性负载的机械开关动作时产生的骚扰。静电放电测试模 拟人体对设备的静电放电。射频辐射场测试模拟高频(=80MHz电磁场骚扰。射 频场感应的传导骚扰测试模拟低频(=80MHz电磁场在设备电缆上感应的共模骚 扰。二、请写出传输线的工作状态及其条件?(6分答:当传输线终端短路、开路、或接纯电抗性负载时,呈现纯驻波状态。当传输线 特性阻抗与终端负载相同时,呈现行波状态。上述情况外,呈现混合波状态。三、电磁兼容滤波器有什么特点?如何正确安装电源滤波器?请画出安装示意图(8分答:电磁兼容滤波器通常为低通滤波器。安装时, 1滤波器位于电源线进入机壳处,并与机壳 360度焊接,或使用电磁 密封衬垫; 2滤波器的输入和输出分别在机箱金属面板的两侧,利用机箱的金属 面板将滤波器的输入端和输出端隔离开; 3滤波器外壳与机壳保持良好导电接触,所 在 学 院 班 级 姓 名 学 号 2同时接地线尽量短。 四、接地有哪几方式?各有什么优缺点?(8分答:接地分串联单点接地、并联单点接地、多点接地和混合接地。串联单点接地简单,但存在共地线阻抗干扰。不适合大功率及小功率电路间的 地线连接,以及高频电路。并联单点接地可以克服共地线阻抗干扰,但接地线过长,容易产生较高的接地 阻抗。不适合高频电路。多点接地地线短 , 高频阻抗小,适合高频,同时避免无公共阻抗耦合。但容易形 成地环路,可以辐射或耦合低频电磁骚扰。混合接地适用于复杂系统,可以针对系统内各部分工作特点,选择合适的接地 方式。如低频电路可选择串联或并联单点接地,高频电路单元则应选择多点接地。 五、考虑一根无耗传输线, (1当负载阻抗为 -= 3040(j Z L 时,要使线上的电压驻波比最小,则传输线的特性阻抗应为多少?(2求出最小的电压驻波比 及相应的电压反射系数。 (12分 解:(1 0Z Z Z Z l l l +-= |1|1l l V S WR -+=3当 l 最小时, VSWR 最小90040(900 40(3040(30 40(202000+-=-+-=Z Z j Z j Z l当 0900 40(900 40(,2020=+-Z Z 时, l 最小, VSWR 也最小。 求得 =500Z(2 =500Z 时, jjl 3931-= 31=l2|1|1min =-+=l l VSWR六、设发射半波偶极子由 150MHz 、 100V (峰值 、 50的信号源激励, 接收半波偶极子天线距离发射偶极子 1000m ,两天线在最大接收方向上相互平行排列。 求接收天线的最大接收功率, 并估算接收天线在 150MHz 的天线系数。 (15分 解:半波偶极子天线的输入阻抗 73.1+j42.5,忽略天线损耗,发射天线的辐射功 率为24.1(W3.17 501. 73100(212/22=+=A m T R I P已知,半波偶极子天线的增益为 2.15dB ,接收天线所在位置的电场为m /mV . . . d 60PGE 748100064112460=根据 Friis 传输方程,则接收天线匹配负载所接收到的平均功率W. . . P . (. . d 4G G P P R 2R T T R 6411241081610816100042641641882= =- 天线系数是电场场强与在 50负载上电压之间的换算系数,4m/dB . . . lg V E lg m /dB (AF V. . P V R 7140197482020100195010645036=- 七、用 0.5mm 厚的黄铜制成的屏蔽体(0.26, 1r r =来屏蔽某一高阻抗骚扰源,屏蔽体距离被屏蔽的骚扰源 1m ,求该屏蔽体对骚扰源发射的 100kHz 、 30MHz 和 2GHz 的电磁波的屏蔽效能。并请说明相应的屏蔽原理。 (20分 解:d=1m, 100KHz 时, m 3100K H z 103= 2d 铜板在源的近场 对于电场为主(高阻抗场的近场,反射损耗dB 8. 165 df u log(107. 321 dB (23r r+=R吸收损耗 dB 56. 1026. 01005. 031. 1fu b31. 1 dB (5r r =A总的屏蔽效能 SE=A+R=176.4dB30MHz 时, m 10=30M Hz 2d 铜板在源的远场, 铜板处的电磁波为平面波。 反射损耗 dB 69 fu log(10168 dB (r r+=R吸收损耗 dB 1493dB (A 总的屏蔽效能 SE=A+R=1562dB5八、一台个人计算机连有一条长度为 2m 的打印机电缆,而另一端悬空(未接打印机 。如果将该电缆看作是一条单极天线,其与计算机的金属外壳(接地平面 之间存在一个幅度为 1mA ,频率为 3.75MHz 的噪声,求 3米测量距离处的最 大辐射发射。可以采取哪些措施降低该电缆上的辐射发射?(15分 解:=10*30/3.75=80mL/4,可以将该电缆看成短电偶极子天线。 在