【关键词】 电磁发射 数学模型 系统方程
Multi-level electromagnetic launch system modeling
XIA Yujie （Anhui University Communication Engineering Anhui Hefei 230601 ）
Abstract：Electromagnetic emission technology is widely used in military， civilian aspects and gradually replace the traditional firepower， machinery and other means of transmission. So establishing numerical simulation model of the electromagnetic launch system is necessary. By analyzing the characteristics of the transmission circuit and system kinematics， establish electromagnetic launch system model， and thus derived system of equations， choose a better stability Treanor algorithm for solving nonlinear ordinary differential equation， system model established stable solution.
Keyword：electromagnetic emissions； mathematical model； system of equations
一、引言
现有的化学式推进装置有许多缺点，传统的化学式弹射会产生强光、强冲击波以及弹射系统过于庞大和复杂。随着脉冲功率技术、脉冲强磁场、等离子体技术、新材料技术、高能工质技术及测试等相关技术的发展，电磁弹射技术的进展为改进传统弹射方法提供了可能。
二、电磁发射技术分类及工作特点
电磁推进技术对比于传统的机械推进装置和化学高速发射装置来说，具有以下突出优点：（一）能源简单、成本低；（二）可移动性强、工作稳定；（三）电磁推进装置清洁环保，无噪音及其它污染；（四）对推进装置的结构限制较小。电磁发射按照结构不同可以分为导轨式、同轴线圈式和磁力线重接式3种，表3-1分别对三种电磁发射结构进行说明[1]：
2.1导轨型电磁推进器
导轨式电磁推进器是由两条平行的金属导轨和一个抛体电枢及载荷，以及高功率脉冲电源组成，如图2-1所示。电枢位于两导轨之间被加速运动，可以是高导电率的固体金属，也可以是等离子体，或者是两者的混合体。高功率脉冲电源通过开关向导轨和电枢回路通电，提供脉冲大电流，在两平行导轨之间产生强大的磁场，与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推进抛体电枢加速运动。
2.2同轴线圈型电磁推进器
同轴线圈式电磁推进器由固定不动的驱动线圈、被加速的抛体线圈或电枢和激励电源组成。当激励电源通过开关向驱动线圈馈以电流时，驱动线圈中产生磁场或磁行波，同时使抛体线圈载流或电枢感应电流驱动线圈中的磁场对抛体线圈电流产生电磁力=，电磁力含有纵向和横向两个分量，纵向力拉动或推动抛体线圈加速运动。其结构如图2-2所示[2]：
2.3重接型电磁推进器
变化的磁场在抛体上感生涡流，涡流与重接磁场相互作用产生电磁力。重接型电磁推进过程中系统负互感被正互感取代，电感变化较大， 用于加速抛体的轴向力较大，因此具有更高的效率；重接型电磁推进中抛体受力波动较小，抛体加速运动有更大的稳定性。原理图如2-3所示。
三、电磁发射系统结构
3.1 电磁发射器的系统方程
式中：[L]为各个线圈的自感矩阵；[M]为线圈间的互感矩阵； [I]为定子线圈与抛体的电流列阵；[VC]为电容器组的电压列阵；[C]为电容器组的电容列阵；[R]为电阻矩阵；MP、v、X分别是抛体的质量、速度、位置。该系统方程为非线性方程组，参数的变动性与相互耦合性给解方程组带来了困难。首先要计算其系数阵，需要计算分片抛体与定子线圈间互感、自感与互感梯度。在系统发射的过程中，互感与互感梯度与抛体与定子线圈的相对位置有关，因此要进行多次重复计算，选择计算方法时要优先考虑算法效率与计算精度。
3.2 单层螺线管的互感方程
互感梯度的计算转换成四项单重积分运算，利用高斯求积公式可以增加计算精度的可控性。
3.5系统方程的刚性特征
时间常数是通常用来表示指数函数衰减，如果方程组中的时间常数相差很大，方程中的变量变化速度相差较大，导致数值解法误差变大，则此常微分方程组特性为刚性性质，刚性方程又称病态方程。描述刚性方程分量变化差异的量化值为刚性比。
刚性由微分方程自身性质决定，电磁发射中的系统方程组呈现刚性，传统的常微分方程组的解法不适用，所以，求解系统方程组选择对求解刚性方程良好稳定性的 Treanor 算法[4]。
四、结语
电磁发射与以往的发射方式相比具有更高的出速度、发射成本低、准备周期短、发射隐蔽等优点，因此它在武器装备、导弹防御系统、空间应用等许多领域内有广泛的应用前景。目前仍存在着一些有待解决的问题，为电磁发射系统建立恰当的数值仿真模型尤为重要，这会对我国电磁发射技术发展起到关键性作用。
参 考 文 献
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关键词： 调频技术； 电磁发射； 贝塞耳函数； 带宽； 接收机
中图分类号： TN761.2?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0140?04
引 言
电子产品中，时钟频率及谐波、开关电源的开关频率及谐波是PCB板上的主要辐射源，降低EMI传统的方法通常采用滤波、屏蔽和减小辐射效率来实现[1?2]，这些方法均是对EMC三要素中传播途径做工作。随着电子产品数据传输速率的提高，采用滤波来降低电磁辐射发射的方法已经不能完全满足产品性能的需要，滤波仅对13次以上的高次谐波有效[3]，对于基频和13次以下的频率成分没有抑制效果；滤波电容将会引起时钟前沿变缓，增加时延[4]；对于系统的高速要求，滤波电容容量将受到限制；面对数量庞大的数据线，滤波将付出体积、重量和可靠性的代价。减小辐射效率需要对PCB布线做细致的工作，具体细致到什么程度无法量化，如果PCB布线工程师没有EMC专业知识，很难做到一次布线满足EMC要求。调频技术采用扩频原理对周期信号（如时钟、开关频率等）进行处理，利用接收机采用的标准带宽和扩频后带宽的差异，使接收机不会接收到周期信号的所有能量，从而降低周期信号的辐射电平，同时，所有使用该周期信号的数字电路都能受益，降低了PCB布线、滤波措施、机箱和电缆屏蔽的要求。本文通过对调频技术原理和接收机标准带宽相结合，定量分析了调频技术在降低电磁发射中的应用。
1 原理分析
中国科学院严陆光院士、美国得克萨斯大学高技术研究所所长Ian McNab博士、美国海军研究办公室Ryan Hoffman博士、美国海军研究实验室Robert A.Meger博士、美国陆军实验室Sikhanda Satapathy 博士、俄罗斯科学院LAVRENTYEV 流体力学所Gennady A. Shvetsov博士、以及英国国防科技实验室地面战斗空间系统的David Charles Haugh博士等专家学者应邀出席会议。
本届盛会汇集了来自世界各地的电磁发射领域的顶级专家学者，学术资源和专家资源极为丰富，会议主题涉及发射器、发射物、脉冲电源技术、建模与仿真、诊断、应用、定向能等。会议共收到287篇论文，经审查录用177篇，是历届论文投稿和录用数量最多的一届，其中70余篇优秀论文将被推荐到IEEE TRANS ON PLASMA（SCI检索）发表。
本届会议主席由中国电工技术学会电磁发射技术专业委员会主任委员李军博士和国际电磁发射常务委员会主席、美国战略与创新技术研究所所长H.Fair博士共同担任。
会议交流分为论文宣读和张贴两种形式，交替进行，其中宣读论文25篇，张贴论文152篇。会议现场气氛活跃，交流成果丰硕，对促进我国电磁发射技术的发展必将产生积极的影响。经无记名投票向评选出的优秀论文作者分别颁发了本届会议最佳论文宣读奖和最佳论文张贴奖。会议向印度卡梅隆大学博士生Mrunal Parekh和北京特种机电研究所（清华大学在读博士生）刘培柱颁发了Peter Kemmey学生奖。
为了表彰王莹教授在我国电磁发射技术领域做出的突出贡献，国际电磁发射技术委员会为其颁发了首个Harry Fair
奖章。
为充分肯定中国电工技术学会多年来在推动我国电磁发射技术的研究及应用作出的重要贡献，国际电磁发射常务委员会与中国电工技术学会共同签署了《关于中国电工技术学会电磁发射技术专业委员会主任委员为正式委员席位的协议》。
会议内容丰富，学术气氛浓厚，论文水平高，受到与会专家和代表的广泛好评，在与会代表的共同努力下，在业内各相关单位的大力支持下，本届会议取得圆满成功。
电磁发射技术是利用电磁能发射弹丸及有效载荷的一种发射技术，由于其可将弹丸等有效载荷加速到常规火炮难以达到的超高初速和射速，且速度任意调控，因此该技术在超远程压制、防空反导、微小卫星发射等领域具有重要的军事应用前景。国际电磁发射技术会议两年一度，旨在推动电磁发射技术在航空航天、兵器、交通、工业、海军等多领域的技术研究和应用，在学界享有很高的知名度和认可度，参会人员均为电工技术、兵器科学、航天科学等领域的专家和学者，无论是参会嘉宾的层次和规模，还是会议收录的论文，均代表该学术领域的最高水平。
关键词：请登电磁探测；闭环控制系统；数字补偿；数字调制
中图分类号：TH762 文献标志码：A
Near-surface Electromagnetic Detection Transmitting System Control Technology
ZHOU Fengdao，LIAN Shibo，XU Fei，HUANG Weining，SUN Caitang
（College of Instrumentation & Electrical Engineering， National Geophysical Exploration Equipment
Engineering Research Center， Jilin University， Changchun 130061，China）
Abstract：Combined with the feature of near-surface electromagnetic emission signals in the frequency domain， an average current and a voltage feedback control were introduced. A digital dual-loop feedback control system was built based on DSP （Digital Signal Processor）. A feedback model was also established in z domain to make the system stability. The steady voltage in low frequency and steady current in high frequency was also realized. Meanwhile， the amplitude of the load-current range of transmitting antennas was reduced， while the requirements of antenna design were decreased. The problems that the broadband detection transmitter was not enough due to the large attenuation of the current in the high frequency and the broadband detection transmitting was not stable due to the large current in low frequency were also avoided. Further， this control technology provided a protection of circuit. Through comparing the simulation after the introduction of dual-loop feedback and open-loop， the parallel dual-loop feedback output current variation was 8.5% of open-loop one from low to high frequencies. The measured results achieved the purpose of design， and provided references for the improvements of near-surface electromagnetic launch system.
Key words：Electromagnetic detection； closed loop control systems； digital compensation； Digital modulation
目前，l率域电磁探测技术被广泛应用于浅层地质调查[1]，工程地质调查[2]，土壤调查[3]，地下设施勘查及地下埋藏金属物、未爆炸物探测等[4].其探测原理是通过发射线圈向地下发射不同频率的电磁波，检测异常体被激发产生的二次场，来对埋藏的物体进行定位及成像.
不同频率反映不同深度的地层信息，在近地表探测中采用的频带范围通常为300 Hz～96 kHz.对于呈感性的发射天线负载，由I=U/R2+（ωL）2可知，随着频率的增加负载阻抗不断增加，高频时负载电流下降，无法保证发射矩.而低频时又由于负载较小，系统难以稳定运行，不必要的大电流对天线的设计也会带来一定的难度.同时，多频发射时，不同频率间的快速切换，引起负载剧烈变化[5]，需要有较快的响应速度才能保证系统快速达到稳定工作状态.为克服负载不稳定的问题，本文引入双环反馈控制，在z域构建电路反馈模型，采用bode图法设计反馈补偿.利用SIMULINK平台进行计算及仿真.通过DSP搭建硬件平台[6]，实现发射系统的双环控制.保证低频稳流，高频稳压，缩小了发射天线负载电流幅值的变化范围，避免宽频发射带来的问题，提高设备的响应速度并提供短路保护功能.
1 双环反馈结构的建立
基于近地表电磁探测发射系统需求，系统选用buck+全桥拓扑结构.总体框图如图1所示，直流电源通过斩波稳流电路和逆变桥路输送到发射天线（其中：IL为buck回路中电感电流，i0为流过负载天线的电流）.针对发射矩波动大的问题，在电路中引入双环反馈[7]，其中内环电流环检测点选取buck电感电流IL ，根据基尔霍夫电流定律，IL可以时时反应负载电流值I0的变化，克服了直接测量天线电流时，由于非线性负载引起的不规则电流波形，平均值计算困难的问题[8]，同时，IL为标准的锯齿波，便于均值的计算.外环电压环通过时时检测输出电压vo构成电压反馈，防止电路出现过压，并提供短路保护.
系统采用电压电流并联反馈结构，其参数整定更容易，响应速度更快.如图2所示为反馈系统结构示意图，内环电流环稳流，外环电压环稳压，并对电路进行保护[9].当逆变桥路工作在低频时，由于负载阻抗小，负载电流大，系统工作在稳流模式下，稳流环工作保证系统输出电流不至过大，烧毁天线；高频时，系统工作在稳压模式.由于天线阻抗增加，若保持原有的输入电流必须提高输入电压，但对于高频探测，其响应多为地表物体，一味提高发射电压不仅会带来元器件选型问题，还会造成高压引起的波动较大，故高频稳压、低频稳流是十分必要的.
2 双环反馈电路建模
2.1 电流环模型建立
对于内环电流环在考虑电容ESR时，由小信号模型分析法可得到其输出电流与输入电压的传递函数为式（1）[10-12].随着频率的变化，负载阻抗不断变化，传递函数模型也随之变化.图3所示为Gid在线圈L0=54 μH， R0=0.5Ω时的传递函数bode图，负载只对低频增益有一定影响，当f大于1000rad/sec时，负载对于传递函数基本没有影响.
式中：iL0为输出电流，vd为输入电压，C为输出滤波电容，Rc为电容C的等效电阻，L为电感，R=（ωL0）2+R20为等效负载阻抗，其中，L0为线圈等效电感，R0为线圈内阻.
在图3所示的开环bode图中，f在1 000rad/sec时，系统bode图幅值有明显的过零尖峰，可见系统的开环传递函数并不稳定，需要进行频率补偿才能保证系统的稳定运行，对于电流环反馈其斩波稳流系统框图如图4所示.Fm为调制比较器；GVin为buck拓扑模型；Vn为外部噪声；Vd为buck输出电压；通过逆变系统G（z），得到输出电流io，经补偿电路Fc，对电流进行补偿运算，补偿方法如下.
对于数字控制的离散系统，将系统Gvin（s）进行零极点匹配等效法进行离散化，得到图4中Gvin（z），零极点匹配法能够保证系统的零极点在转化过程中一一对应，故对经过补偿后，系统稳定性能够得到保证，利用双线性变换z-1=（2-ωT）/（2+ωT）将系统转换到w’平面，对其进行bode图补偿法设计.
为保证系统稳定，进行补偿时，需满足以下条件：，采样频率选择闭环系统带宽的10倍，穿越频率选取为开关频率的1/4～1/5；确保开环增益在穿越频率处的斜率为-1；要保证穿越频率小于右半平面的零点（RHP零点）.引入调节器Fc（z），Fc（z）为具有两个极点，一个零点的PI控制[13]，其传递函数如式（2）所示
式中：ωz1和ωp1、ωp2为理想补偿系统的零、极点；Kc为常数；
利用bode图法进行数字反馈控制的直接设计在f=96KHz时.使低频段高增益，以减少静态误差；中频段保证响应速度；高频段满足抑制高频噪声的要求.得到加入控制函数D（z）后的系统闭环传递函数bode图，如图5所示，补偿后其相位域度约为50°.
2.2 电压环模型建立
对于电压环路，其开环传递函数表达式如下：
其中，R=（ωL0）2+R20，在线圈L0=54 μH， R0=0.5Ω时的开环传递函数bode图如图6所示，该传递函数不稳定，需进行补偿，对于电压环路其稳定的补偿原则与电流环路类似，利用双线性离散化将系统转换到w’域，在w’域进行补偿，当f=300 Hz时，得到的系统传递函数bode图，如图7所示，可见系统鲁棒性明显提高.
2.3 仿真模型的搭建
根据电压电流反馈参数，利用SIMULINK搭建了如图8所示的电路结构进行仿真分析，通过控制电流环和电压环，实现低频稳流高频稳压控制.
其中，电源电压为24 V，负载为0.5Ω/54 μH，电感.开关管Q5的开关频率为50 kHz，开关管Q1～Q4通过改变脉冲触发器调节开关频率300 Hz～96 kHz中固定l点.
对于低频段，如图9所示为f=300 Hz时无buck斩波稳流和有双环反馈时稳态发射电流波形图，开环和闭环发射电流峰峰值分别为66 A和7 A.由仿真结果能够得到，改进后的输出电流变化范围仅为改变前的10.6%，达到预期效果.
仿真结果对于高频段，如图10所示为96 kHz时线圈两端电压波形，由图可知，高频段系统工作在稳压模式，输出电压峰峰值稳定在22 V.
3 数字控制器设计
利用TMS320F2812控制器进行稳压稳流控制，系统时钟150MHz，12位AD转换.数字控制器部分主要实现：数据采集控制、数字补偿、数字脉宽调制，为减轻DSP控制器的计算压力，利用FPGA产生逆变桥路的驱动信号.
3.1 电流均值检测
对于电流均值的计算，若采用传统的均值计算均值计算方法，对每个周期进行取平均，则需要大量的存储空间及计算时间，对于系统调节会带来一定的延迟，本设计将四点采样法用于均值计算[14]，即判断每个周期的起始点、峰值点、谷值点和结束点，进行均值计算，实现降采样，保证运算速度，又能控制平均值的精度.其表达式（4）如下：
iavg（n）=Vs（n-1）+Vp（n-1）+Vl（n-1）+Vs（n）4（4）
其中：iavg（n）为第n个周期平均值，is为第n个周期的起始点值，ip为第n个周期峰值，il为第n个周期谷值.每次采样得到一个新的有效点后重新计算平均值，控制算法最多只有半个周期的延迟时间，能够满足系统的需要.
3.2 控制器补偿算法实现
根据闭环传递函数表达式（5），将其转换为差分序列（6），即可得到控制器的控制算法.
利用DSP内部的存储器和乘法器，实现上式（6）的离散表达式，对于2812型DSP由于其为定点DSP，在计算中需要进行浮点数的转换，实际计算进行一次乘法运算的时间为一个指令周期，远远低于系统的控制工作频率.
3.3 数字调制器设计
对于调制波的产生，相对于电流峰值/谷值检测，电流的均值检测无需斜坡补偿，但引入了大幅值的三角波调制信号，满足误差信号的下降斜率，小于三角波电压的上升斜率，两者比较后产生开关控制信号，由于误差信号远远小于三角波信号的斜率，所以，平均值电流控制法具有良好的抗干扰能力.
锯齿波的产生利用自增、自减计数器实现，将每个周期的锯齿波均匀分成若干个点，通过一个时钟计数器，在上升时间段执行加计算.其数学表达式（7）.
式中：B为三角波幅值，f为系统时钟，fc为三角载波频率，n=0，1，2，3….
4 测试结果与分析
在实验室环境下，利用DSP作为控制器，供电电源为24 V，负载为20匝，边长为30 cm的圆形印制PCB线圈，参数为0.5Ω/54 μH，同时，引入RC匹配电路，其中R=12.8Ω，C=0.1 μF.线圈处串入R=0.1Ω采样电阻，经放大10倍后测得稳态时输出波形如图11所示.
图11（a）为f=300 Hz时流过负载线圈的电流波形输出电流峰峰值为7.2 A，图11（b）为f=96 kHz时流过负载线圈的电流波形，由于匹配电路谐振的影响，输出电流峰峰值为2.2 A.同时，测试电阻寄生电感的影响，输出电流波形中引入部分干扰，实测结果与仿真结果相仿，单频发射时满足电流要求，高频保证发射矩，低频保证系统稳定工作.
（a）300 Hz时波形
（b）96 kHz时波形
5 结 语
采用双环反馈控制原理，实现了低频稳流，高频稳压控制，通过仿真对比引入双环反馈后输出电流变化量为开环时输出电流变化量的8.5%，实测结果与仿真结果相符，低频时保持输出电流恒定在峰峰值7.2 A.高频时保持桥路母线电压稳定电流峰峰值为2.2 A.
基于DSP平台，将四点采样法应用于均值计算，设计并实现了浅地表电磁探测系统，在满足系统工作要求的同时，提供电路保护，避免了现有系统由于频带变宽后负载电流变化大而引起的一系列问题.通过软件仿真和实验验证了该方法的可行性.
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关键词 电磁兼容；电磁干扰；电磁抗干扰；汽车；零部件；手机；便携式无线发射设备干扰
中图分类号 U463 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）122-0200-01
电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁干扰指电磁骚扰引起的设备，传输通道或系统性能的下降。
1 电磁兼容问题的出现
越来越多电子设备的出现并集成在一起使用，使得问题越来越突出，相互之间的影响越来越大，多个电子设备之间相互影响，尤其是现在的汽车电子设备的增多，汽车的智能零部件，控制零部件的数量多样化，复杂化，使得电磁兼容问题越来越突出。常常造成电子设备的性能降低，失效不能工作，误动作甚至损坏等。例如汽车开到某无线发射塔会出现某些频率的收音机出现很大杂音或不能工作。
2 便携式发射设备与汽车电磁兼容问题的出现以及影响
便携式发射设备由于其可移动性，也经常在汽车内使用，或者汽车经常行驶到此内设备附近，如现在最为常见的手机，无线路由，蓝牙设备，平板电脑，对讲机等等。如果这些设备接近汽车的电子装置，就可以造成汽车电子装置的失灵误动作等。如某些手机或者平板电脑放置到汽车的车载导航系统或车载倒车雷达附近，出现导航系统显示图像异常或者倒车雷达异常鸣叫或失灵。又比如汽车开至高压线，无线路由器，雷达站，手机或电视发射塔附近时，都会导致汽车遭受到较强的电磁骚扰而可能出现汽车运行异常，严重的可能造成安全事故。这些都是常见的电磁兼容性问题。
3 汽车对便携式发射设备的抗干扰检测
辐射抗扰度的测试主要集中在了频率为10 kHz-18 GHz的测试，而目前主要各家汽车厂家的辐射抗扰度测试多为200 MHz以上的辐射抗扰度测试并且测试均只进行了连续波以及AM的调幅测试。对于便携式设备由于其频率及其信号调制的多样性，目前的便携式设备的电磁抗扰度检测主要进行了常见设备的一些测试，比如手机频段，对讲机频段，蓝牙，wifi的频段等的测试，对于一些较少见的频段并未进行测试，同时由于无线频率的多样性，国家及地区使用频段的不同，也可能造成测试不全，如收音频段中国为86 MHz-109 MHz，而日本就为76 MHz-91 MHz。如果某车在86 MHz-109 MHz的频段抗干扰能力很差，在76 MHz-91 MHz能力正常，那么就有可能出现该车在日本一切正常，但是车开到中国就可能出现在某些广播信号较强的地方出现异常。
便携式发射设备的抗干扰检测方法（在专业电磁兼容实验室内）：
1）构造出一个便携式发射设备，该发射设备的功率可以调节，使得信号比较强，使汽车电子设备遭受到比较强的便携式设备无线干扰。模拟恶劣情况下的汽车抗电磁干扰的能力。
2）将标准的便携式发射天线移动挨近汽车或零部件的各个部位，各位置点做好标记，缓慢移动便携式发射天线，由远及近，从一个位置到另外一个位置。仔细的观察汽车以及零部件的反应，是否出现任何异常。测试过程中，详细记录检测数据
3）转变天线的计划方向，重复以上步骤2）。
4）对汽车和汽车零部件的各个位置以及各个面重复步骤2），3）的进行试验。
5）更换发射频率，调节发射天线的输出功率，使其达到标准的要求，再次重复2），3），4）的步骤进行试验。测试过程中均记录汽车对每一个频率的抗干扰能力。直到预先计划的频率点全部测试完毕。
以上方法的优点是，测试非常标准，发射功率，信号的调制方式等均可以进行调节。测试在电波暗室中进行，避免对其他设备的影响等。但是测试的费用昂贵。
便携式发射设备的抗干扰检测方法（生活中的实现）：
对于生活中的人们，由于用户汽车的抗干扰能力的个体差异以及个人使用便携式设备的个体差异，可以将设备。用户可以将自己的便携式发射设备，以及自己生活中可能会带到车上的便携式设备移到车上进行试验。比如个人常使用的手机，笔记本电脑，对讲机等等甚至是移动充电器等等设备。将这些设备也进行试验。以个人手机为例，步骤如下：
1）在空旷的地方将汽车缓慢开行。
2）将手机拨通，进入并一直保持正常通话状态。
3）将手机移到汽车的仪表盘上方，停留几秒钟，然后缓慢的在仪表盘上移动，仔细观察仪表盘是否有任何异常。接着将手机缓慢的移到车载导航系统或车载DVD上面。观察汽车的各项性能是否正常。测试过程中，请注意更换手机的朝向。
4）如果有必要，可开启手机的其他无线功能，如wifi以及蓝牙的功能进行测试。
5）必要时可更换家人的另外一部手机进行测试。以上的测试目的是为了防止个人汽车在某些正常情况下，比如高速路上时突然遭受到你常使用的便携式发射设备的干扰而汽车某些性能出现异常。在日常生活中开车时也要多注意汽车在某些情况的异常现象并做好记录。将此类情况进行总结分析，必要时，需要将该情况向相关检测部门咨询。以避免在车辆的使用过程中出现意外情况。
参考文献
[1]国家标准化管理委员会.GB/T 4365-2003.中国标准出版社.
[2]国际标准化组织.ISO DIS 11452-9.2-2010道路车辆 电气干扰的部件试验方法 窄带辐射的电磁能量 第9部分：便携式发射机[J].国际标准化组织.
【关键词】电磁辐射；防护措施；辐射危害；探究
1.引言
现今，随着科学技术的不断发展和进步，电磁技术，已经逐渐的成为了人们生产和生活当中的一个重要环节，在许多领域之内都有着极为广泛的运用。电磁技术的使用，为人们工作生活带来了极大的便利，并且也创造了巨大的物质文明，为科技的发展及各项技术的使用带来了很大的突破。但是，其相关技术的使用，具有两面性，电磁辐射的污染，是一种隐性的污染，看不见、摸不着，但是，确实存在，在西方国家的环保学者眼中，电磁辐射甚至被认为是幽灵电波。目前。人类生存的环境当中，已经不能够离开电磁技术的使用，卫星、网络、无线电等，都是日常生活当中的重要工具，所以，有针对性的对其危害进行合理的防护，通过切实可行的方案，减少日常生活当中的威胁，是非常有必要的。
2.电磁辐射的危害概述
电磁辐射带来的危害，主要是两个方面的，即生物效应以及其对电子设备的干扰，下文将对这两个方面的内容展开详细的分析和探讨。
2.1 电磁辐射的生物效应
电磁辐射对于人体的伤害有许多，例如失眠、记忆力减退、多梦、头昏、脱发等等症状。而多种频率的电磁波辐射，尤其是高频的电磁辐射以及较强的电磁场作用，其直接的后果就是造成人体在不知不觉的情况下体力和精力的衰退，并且极为容易产生白血病、白内障、脑肿瘤以及心血管疾病等等。根据相关资料统计可以看出，长期在显示器之前工作的人群之中，以上几种疾病的发病率明显高过普通人群。
2.2 电磁辐射对电子设备的干扰
电磁辐射还有可能会在一定程度上对电子设备的正常使用造成干扰。根据相关的分析，可以看出，电磁辐射可能会使广播不能收听、电视不能够正常的观看，同时自动的控制信号还会因电磁辐射的干扰而出现失误的情况，飞机的信号灯、医院的医疗器械、病人的心脏起搏器等等，都会由于电磁辐射的干扰而出现不同程度的失误，所有这些问题的发生，都在很大程度上造成了极大的经济损失和人体的损害。另外一个方面，电磁辐射还对武器弹药、易爆物品和易燃物品等，造成潜在的威胁。
3.电磁辐射的防护技术以及方法
根据上文针对电磁辐射的多方面危害的分析，可以对其在实际生活和应用当中造成的损害有着一个大致上的了解和掌握。接下来，将深入的对电磁辐射的合理性防护方法、防护的主要技术等，进行深层次的探析，力求从实际的角度出发，有针对性的对其进行改善和解决，为人们的生活减少不必要的威胁。
3.1 电磁辐射防护技术
为了减少生活当中电子设备以及相关仪器带来的电磁辐射影响，降低其潜在的威胁，需要从多个方面入手进行改善，不仅要针对设备的使用加强过程和阶段的管理，加强严格的控制，同时，还需要对电子产品的设备、吸收以及屏蔽等环节当中加强监控，保证其危害降到最低。
（1）电磁屏蔽。此项技术是有效的防治电磁辐射危害的关键点，同时，也是最主要、最可行的方案之一。其目的，在于防止射频电磁场的影响，通过相关技术手段的实施，将其辐射的强度降低在允许的范围之内，同时，将电磁辐射的影响以及副作用等，也限制在允许的制定范围之内。
（2）接地技术。接地技术，其指的是在电磁辐射源头以及大地之间，或者是大地之上的可以当作是公共点的金属构件之间，使用低电阻的良性导体，进行连接。在一般的情形之下，接地可以分为三种类型，即工频接地、静电接地以及射频接地，而为了更加有效的防治电磁辐射带来的危害，还需将射频的相关设备的外壳进行专门的接地，进而给高频干扰电压提供很好的电阻通路。分析其接地的原理，是将屏蔽体或者是屏蔽的部件，通过其内部的感应生成射频，并且将电流快速的导入到大地之中，进而使屏蔽体本身没有成为二次辐射的射源，在最大程度上保证屏蔽作用的高质量和高效率。同时，在接地技术当中，还应做到：接地极要埋设在接地井之内，射频接地电阻要较小，接地线和接地极尽量使用铜材质，适当的选择接地极的环境，否则不能发挥应有的效果。
（3）距离防护。距离防护技术主要是根据进场区域的电场强度，以及其与距离的平方成反比的相关规律，在进场的区域之内，电场强度就会随着距离的增加，迅速的减小。根据此项原理，在条件允许的时候，可以通过相关的技术手段将生产工艺及以及相应的流程进行合理性的改造，进而实现远距离的控制，可以使得空间的自然衰减利用更加充分，进而保证电磁辐射的危害降到最低。
（4）个体防护。个体防护，指的是在高频辐射环境之内进行工作的员工，应该佩戴相关的防护头罩、防护的工作服、防护眼镜以及其他的相关器具等，这些防护的工作用具一般都是使用金属膜布、金属网具以及金属的丝布等制成，其主要的依据是根据匹配原理以及谐振原理来对相关的吸收材料进行制造和开发，放置于电磁场之中，来有效的吸收电磁波并且将其转化成为热能或者是其他的能量，达到防护的目的和效果。而现今，随着科学技术的不断进步和发展，相关技术的不断改进，除了传统的制造材料之外，还发展了高分子的聚合导电材料、纳米材料等，这些设备的使用，不仅防护的效果比较好，并且重量轻，成本较低，便于使用。
3.2 电磁辐射日常防护
除了相关的防护技术，在日常的工作和生活当中，还需要做好相应的防护措施。
（1）日常生活中的辐射主要来源于微波炉、电脑、手机等，需要正确的进行使用和操作，并且详细的阅读相关说明书。还可加大与辐射源的距离、使用屏蔽玻璃、着防护工作服，以减少电磁的辐射伤害。
（2）工作中辐射主要来源于雷达系统，通信发射台站，射频感应及介质加热设备，射频及微波医疗设备，各种电加工设备，大型发电站，输变电设备等。可使用低辐射技术电子产品，对自动化控制设备可采用屏蔽法（屏蔽机房、屏蔽机桌、屏蔽包等）、接地法等，高频信号传输线宜采用光纤或同轴电缆等，工作人员必要时可着防护工作服。易燃易爆物宜采用距离、屏蔽、接地等综合防护技术。
4.结束语
综上所述，根据对电磁辐射的危害进行详细的分析和探究，并且有针对性的提出改进和防护的措施方案，力求减少生活当中的威胁，更好的推动此项技术的进步和发展。
参考文献
[1]吴彪.论电磁辐射的危害[M].现代环保产业，2010，9.
关键词：磁控溅射；镀膜刀片；涂层技术；应用
1 磁控溅射镀膜机理分析
磁控溅射镀膜所获得的膜层质量较好，膜基强度较高，设计性能较好，广泛应用于刀具涂层中。磁控溅射镀膜机理如下：
1.1 二极直流溅射镀膜
通过离子对靶材表面进行轰击，将靶材原子击出的现象被称为溅射，通过溅射所形成的原子沉积并在基体中成膜的技术，被称之为溅射镀膜技术。二极直流溅射镀膜属于最常见的溅射镀膜，其机理为：通过气体放电形成气体电离，气体电离中正离子在电场影响下，对阴极靶材进行快速轰击，并将阴极靶材中的原子或分子击出，在被镀基体的表面成膜。二极直流溅射镀膜适用于半导体与金属靶材中，但不适用于绝缘材料，且溅射过程中阴极靶电流密度较低，成膜速度速度较慢，在低气压环境中不能进行溅射，气压较低，放电维持困难，气压较高，膜层中存在气体，会影响膜层质量。
1.2 磁控溅射
磁控溅射机理与二极直流溅射机理基本是相同的，但在磁控溅射技术中，在靶的结构中安装了永久磁铁，将电场与磁场正交，并形成正交电磁场。磁场的应用，能够对电子运动方向进行改变，正交电磁场能够约束并延长电子运动轨迹，提高了气体电离率，并实现了电子能量的有效利用。其工作机理如下图：
磁控溅射机理示意图
磁控溅射机理的应用，在高密度等离子体异常辉光放电过程中，在正离子对靶材进行轰击的过程中，所轰击的靶材溅射较之二极直流溅射更加有效。电子被正交电磁场约束，在电子能量完全消耗后，会在基片上进行沉积，形成镀膜。这种磁控溅射机理充分体现了高速与低温两大特征。
2 磁控溅射镀膜在刀片涂层中应用的技术要点
2.1 靶的结构与靶材选择问题
在磁控溅射真空镀膜技术中，磁控溅射靶的类型与结构较多，如下图，为同轴圆柱靶与圆形平面靶：
同轴圆柱靶与圆形平面靶示意图
图中，1：水冷系统；2：阴极体；3：法兰；4：屏蔽罩；5：靶材；6：极靴；7：永磁体；8：螺母；9：密封圈；10：螺帽；11：绝缘；12：压环；13：基片；14：辅助阳极。
靶的结构除了同轴圆柱靶与圆形平面靶以外，还包括矩形平面靶、旋转式圆柱矩形靶、特殊结构靶等。靶型主要是由阴极体、屏蔽罩、靶材、永磁体、压环、基片、辅助阳极等共同组成。根据刀片涂层的用途及对膜性能的要求选择合适的靶型。
2.2 合理布局靶内永久磁铁，保证膜层均匀性
靶内永久磁铁的布局直接影响着靶的溅射率，影响着膜层的均匀性。这是因为磁控溅射情况下的膜层均匀性与靶材溅射率是磁场强度存在着极大关系。为此，在进行靶内永久磁铁的设计时，需要通过合理分析，保证永久磁铁在靶内布局的合理性。在磁场强度要求下，引入导磁极靴，保证磁场强度水平分量分布均匀，从而提高膜层均匀性与溅射速率。
2.3 增加镀膜稳定性及强度
选择合适的基片温度，气体压强沉积速率等磁控溅射工艺参数，提高设备构建焊缝质量，结合膜的性能要求，对溅射参数进行科学调整，能够有效提高膜与不锈钢刀片基片界面之间的附着强度。
2.4 提高膜纯度
在靶材结构中设置屏蔽罩，通过屏蔽罩进行非靶材零件发射电子的截获，从而让其非靶材电子不产生辉光放电，提高膜的纯度。
3 磁控溅射镀膜在不锈钢刀片涂层技术中的应用及前景
磁控溅射所获得膜层具有着质量高，可设计性强，膜基结合强度较高等较多优势，在刀具涂层中应用十分广泛。TiN属于一种硬质薄膜材料，TiN膜硬度在20GPa左右，其抗机械性能与抗磨损性能较好，且与基体结合牢固性较强，多被应用于刀片涂层的底模中。在TiN薄膜材料的基础上，逐渐发展处了较多的薄膜材料，膜层逐渐向多元化与复合化发展。如在TiN涂层的基础上掺入Al元素，形成一种新型的TiAIN涂层，TiAIN涂层具备更高的硬度，耐热温度也大幅度提高。
随着现代制造业及科学技术的不断发展，难以进行加工的材料越来越多，如何提高不锈钢刀片刃口的硬度及性能成为了研究的重点。将磁控溅射应用于提升不锈钢刀片刃口涂层中，如利用射频电源，通过反应磁控溅射技术可以获得金刚石涂层，从而提高刀片刃口硬度。然而这种涂层膜基结合牢固性不足。类金刚石涂层是当前研究与应用较多的一种超硬薄膜，具备着摩擦系数低、硬度高、耐腐蚀性能好、生物相容性优良等较多优势，在刀片刃口涂层应用中效果十分明显。类金刚石薄膜制备的技术较多，如激光束蒸发、离子束溅射、脉冲高能量密度等离子体技术、磁控溅射技术等，因磁控溅射镀膜法沉积速率较快，沉积温度较低，且薄膜均匀性较好，被广泛应用。
当前，刀片刃口涂层发展主要表现为两种趋势，第一种趋势为减少涂层摩擦系数，进行自涂层的开发；第二种趋势为提高刀片刃口硬度，进行超硬材料开发工作。磁控溅射属于一种先进实用的真空镀膜方法，在电子领域、光学领域、材料处理、刀片刃口表面处理等众多领域内获得了广泛应用。相信随着时代的发展，磁控溅射镀膜技术会在更多领域内发挥着重要作用。
4 结束语
磁控溅射为一种新型的真空镀膜技术，在不锈钢刀片涂层中应用磁控溅射技术，能够有效提高刀片的硬度及整体性能。磁控溅射在微电子、光学薄膜、材料表面处理领域获得了广泛应用。在本文中，主要对磁控溅射的工作原理、磁控溅射镀膜在刀片涂层中应用的技术要点、磁控溅射镀膜在不锈钢刀片涂层技术中的应用及前景进行了探讨。相信在未来，磁控溅射技术将会在更多领域内发挥更大作用，获得更好的综合效益。
参考文献
[1]郝晓亮.磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J].电子工业专用设备，2013，（6）：57-60.
[2]马腾飞，魏宗寿，董绪伟等.绿色镀膜用磁控溅射电源的设计与实现[J].电力电子技术，2010，44（4）：66-68.
