没有物理连接点的金属体也可能通过小电容变成天线的一部分

PCB 的地通过AB 线与机壳相连接,如下图所示。PCB 上有扁平信号线与机壳贴近,于是差模源通过分布电容耦合到机壳上,引起差模电流IDM 。IDM通过AB 线回到PCB 的差模源。如果AB线存在一定电感LP ,则IDM在LP 上产生电压降UCM ,成为共模驱动电压,从而引起共模辐射。这时的天线一部分是外接地线,另一部分是机壳。这种辐射常发生在以下情况,例如设备内部的地址线、数据线等扁平电缆贴近机壳,分布电容较大,PCB 和机壳之间的连接线细长或接触不良等等。

下图示出的是开关电源的一部分。其中,Q 是大功率的开关管,它可以看成是差模电压源UDM 。共模电流ICM的途径是由Q 通过开关管和散热片之间的分布电容Cd 到达散热片,散热片是共模天线的一个极,然后以空间位移电流的形式即通过CA 到达外部接线,外部接线是天线的另一个极,共模电流再由PCB 地回到Q。散热片与开关管物理上是绝缘的,但可以通过它们之间的小电容在RF 频率上连接起来,构成共模天线的一部分。

产生共模辐射的条件一是要有共模驱动源,二是要有共模天线。

任何两个金属体之间只要存在RF 电位差就构成一副不对称振子天线,两个金属体分别是它的两个极,RF 电位差即为共模驱动源,它通过不对称振子天线间的空间辐射电磁能量。当频率达到MHz 级时,nH 级的小电感和pF 级的小电容都将产生重要的影响。

两个导体连接处的小电感会产生RF 电位差。没有物理连接点的金属体也可能通过小电容变成天线的一部分。

共模天线的一个极必定是设备的外部接线,另一个极可以是设备内部PCB 的地线、电源面、机壳、散热片、金属支撑架等等。当天线的两个极总长度大于λP20 时,天线的辐射才可能有效。当天线长度与驱动源谐波的波长符合l = nλP20 ( n = 1 ,2 ,3 , ⋯)

时天线发生谐振,辐射能量最大。

在天线总长度确定时,源在天线上的位置是天线辐射能量的决定因素。天线在源的同一侧时产生的共模辐射要比天线在两侧时小得多。

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