电磁兼容（EMC）—线缆屏蔽层单端接地是否可以抑制辐射发射

一前言

线缆屏蔽结构理想的状态是需要两端良好接地，但是有的时候也会面临屏蔽层无法进行两端接地的情况。比如另外一端没有有效接地点。在这种情况下，一般只能进行单端接地。此实验的目的就是要验证，只进行发射端接地对辐射发射抑制是否有效？此实验对于实际工程设计具有参考作用。

二案例

1.实验目的：验证只进行发射端接地对辐射发射抑制是否有效

2.实验配置

（1）方波发生器（20KHz，50%占空比）；

（2）两米长线缆带金属屏蔽层；

（3）自制PCB（用于固定方波发生器、线缆及屏蔽层发射端接地）；

（4）三米法电波暗室。

3.连接示意图

4.测试数据

屏蔽层不接地数据：

屏蔽层发射端接地数据：

5.数据对比结论

从测试对比数据可以看出，在发射端单端接地的情况下，屏蔽层是有效的。

6.对结论的思考

实验中发射方法属于典型的偶极子天线模型，下图为偶极子天线形成原理示意图。

电场天线可以与电容相关联。如图（a）所示为简单的平行板电容器，当电荷堆积在板上时，板间就会产生电场。如果板被展开并置于同一个平面，板之间的电场就会伸展到空间中。相同的情形就发生在如图（b）所示的电场偶极子天线上。天线每部分的电荷在天线两极之间就会产生一个进入空间的场，偶极子天线的两臂之间具有一个固有的电容，如图（c）所示。需要有电流来给偶极子臂充电，天线上每部分的电流朝相同的方向流动，这样的电流被称为天线模电流。这个条件很特殊，因为它导致了辐射的产生。当应用到天线两极的信号振荡时，场保持不断换向并将波发送到空间中。如下图电场天线辐射形成示意图：

偶极子上的电荷和电流产生的场互相垂直。如图（a）所示，在天线上施加电压，电场E从正电荷方向指向负电荷方向。天线上的充电电流产生磁场H，方向为环绕着金属线并满足右手定则，如图（b）所示。当电子沿着金属线移动时，就会产生环绕着金属线的磁力“风”。将右手拇指指向电流的方向，环绕在金属线上的手指方向就是磁场方向。磁场的环绕导致了天线的电感特性。天线因此是一个既具有来自于电荷分布的电容，又具有来自于电流分布的电感特性的电抗性器件。如图（c）所示，E和H场是互相垂直的。它们以互相链接循环的方式从天线散布到空间中。当天线上的信号振荡时就形成了波。

根据偶极子天线的形成及发射原理，我们不希望线缆成为偶极子天线，那么就需要将线缆构成一个“平板电容”。所以当我们在线缆上面加上屏蔽层并接地后，线缆与接地层之间就形成了“平板电容”，即将电场限制在一定区域内，而不是产生一个进入空间的场。

三总结

此实验使用的发射模型是偶极子天线模型，所以在此模型下，发射端屏蔽层单端接地，是可以对辐射进行抑制的。如果是电流环模型，屏蔽层单端接地是否也有效果，请期待下一篇关于电流环模型的文章。（此实验结论及思考仅代表作者在特定配置条件下得到，仅作为参考学习）