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基于滤波器应用的PCB平面电感的电磁辐射研究

来源:    作者:     发布时间:2013-01-14 10:10:21     点击数:

根据互易定理,一个对某一波长的信号发射能力较弱的天线,则其对同一波长信号的接收能力也较弱[10|.天线的频率范围与天线的有效电尺寸有关,因此本文所研究的平面电感在所讨论的频率范围内也不是一个好的接收天线,即外界对平面电感线圈的电磁干扰也较小,可以忽略不计.

近场耦合为了研究平面电感的近场电磁干扰问题,我们测试了图1所示滤波器中的电感L。的近场辐射强度,图4为电感L,周围的三维辐射强度图.该图数据是用HP8753D网络分析仪通过一个探头在电感中心附近20.mm×20mm范围内,距电路板水平面2mm处逐点测得.由图可见,辐射最强处位于线圈中心,仅为一47.2dB.在线圈靠近电路板边缘一侧,辐射强度随距线圈中心距离的增大而减小.但在内侧,强度在略有下降后基本维持不变.

天线理论中的方向函数表明,小环天线在其中心轴上的辐射强度为零,因为在中心轴上电场与磁场是正交的[9].而L,近似于从中心开始的螺线,因而在电感中心处测得的辐射强度最大.另外在电流小环即磁耦极子产生的近场表达式中含有1/,。项(r是空间任一点距小环中心的距离),即辐射强度与1/,成比例,因此辐射强度随距中心距离的增加而减小.在靠近电路板内侧的强度下降不明显,正是由于连接线圈中心的导线辐射所致.

结论本文讨论了用于电路中的PCB平面电感的电磁辐射问题.对于本文所讨论的平面电感,其线圈尺寸比信号工作波长小的多,因此根据天线理论,可以把线圈的每一圈看成是一个小环天线.理论分析和实验结果都说明,工作在30到300MHz的P(、B平面电感,是一个性能很差的发射或接收天线,其辐射功率可以忽略不计,即对其周围及其所在电路板的其他部分都不会引起太强的电磁辐射.1

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