電和磁的來(lái)源

　　前面已經(jīng)提到，變動(dòng)中的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，靜電荷分布會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，下面將進(jìn)一步討論電流和輻射電場(chǎng)之間的關(guān)系。我們必須檢視電流源的結(jié)構(gòu)，并觀察它是如何影響輻射訊號(hào)的。此外，我們也必須要注意，當(dāng)距離電流源越遠(yuǎn)時(shí)，訊號(hào)強(qiáng)度會(huì)越低。

　　時(shí)變電流存在于兩種結(jié)構(gòu)中：1.磁的來(lái)源（是封閉回路），2.電的來(lái)源（是雙極天線）。首先探討磁的來(lái)源。

　　圖二：一個(gè)磁場(chǎng)的射頻傳送

　　在附圖二中，一個(gè)電路包含有一個(gè)頻率源（振蕩器）和一個(gè)負(fù)載。我們可以看到有一個(gè)回傳電流（return current），在此電路沿著封閉回路流動(dòng)著。這個(gè)封閉回路是由PCB走線和射頻電流的回傳路徑組成的。我們可以利用仿真軟件，來(lái)建立此訊號(hào)走線的模型，并評(píng)估此模型所產(chǎn)生的輻射電場(chǎng)。此回路所產(chǎn)生的電場(chǎng)是下面四個(gè)變量的函數(shù)。

　　1.回路中的電流振幅：電場(chǎng)大小和存在于訊號(hào)走線的電流大小成正比。

　　2.回路的極性和測(cè)量裝置的關(guān)系：如果測(cè)量裝置的天線也是呈回路狀（loop），回路電流的極性必須和測(cè)量裝置的天線之極性相同，如此才能測(cè)量到正確的回路電流。例如：如果測(cè)量裝置是使用雙極（dipole）天線，則回路電流的極性必須和它一樣，兩者的極性都必須是垂直的（vertical polarization）。

　　3.回路的大小：如果回路非常的小（比回路訊號(hào)或工作頻率的波長(zhǎng)小很多），則電磁場(chǎng)的強(qiáng)度將和回路面積成正比。如果回路越大，在天線端所測(cè)量到的頻率就越低。對(duì)特定的回路面積而言，此天線會(huì)在特定的頻率下共振。

　　4.距離：電磁場(chǎng)強(qiáng)度下降的比 率，是決定于來(lái)源端和天線之間的距離。此外，此距離也決定所產(chǎn)生的是電場(chǎng)或者是磁場(chǎng)。當(dāng)距離比較短時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度和距離的平方成反比。當(dāng)距離比較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電磁平面波（plane wave）。此平面波強(qiáng)度和距離成正比。在平面波上，電場(chǎng)向量和磁場(chǎng)向量相交點(diǎn)的位置，大約在1/6波長(zhǎng)的地方（也可使用λ/2π來(lái)表示，波長(zhǎng)（λ）= 300/f）。1/6波長(zhǎng)和EMI的「點(diǎn)源（point source）」相關(guān)，「點(diǎn)源」是指電磁波發(fā)射的起源。接收端天線越大，1/6波長(zhǎng)的值可以越大。

　　結(jié)語(yǔ)

　　和大多數(shù)的電子工程設(shè)計(jì)一樣，EMC設(shè)計(jì)是需要細(xì)心的思慮的。閱讀本文時(shí)，讀者應(yīng)該同時(shí)參照平時(shí)所執(zhí)行的EMC實(shí)務(wù)工作，如此就可能會(huì)發(fā)現(xiàn)許多過(guò)去未曾注意到的地方，而這些地方往往就是EMI最容易發(fā)生的處所。

　　在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品迅速上市的時(shí)代里，工程師所承受的壓力與日俱增。使用良好的EMI模擬工具雖然可以協(xié)助我們快速地達(dá)成任務(wù)；但若過(guò)度依賴這些工具，恐怕會(huì)在一些非常特殊的情況或環(huán)境下，無(wú)法舉一反三。所以，擁有深厚的理論基礎(chǔ)，將可以彌補(bǔ)常態(tài)的實(shí)務(wù)工作之不足。