说起电磁干扰就要先谈下电磁和电磁应用,那么电磁到底是什么呢?它是既看不见也摸不着的东西,我们每时每刻都在应用着电磁,大到宇宙太空,小到微观粒子都离不开电磁。其实,人们在生活中很多地方都在利用电磁。比如,加热食物用到的微波炉,就是利用电磁场使食物的分子不断地运动,进而将电磁能量转化为热能,最终加热食品。
再比如,我们每天都要用手机通信,这是利用电磁场与电磁波可以传递信息的原理,通过手机天线将产生的电磁波发送出去,电磁波又被周围基站接收再转发,最后被我们要联系人的手机接收,这样我们就实现了人与人之间的无线通信。电磁的应用非常广泛,许多重大工程都和电磁现象紧密相关。比如,我国著名的天眼FAST,它是目前世界上口径最大、功能最强的单口径射电望远镜。简单来说,天眼就是通过汇聚宇宙中的电磁波进行天文观测活动,是探索宇宙奥秘的手段之一。
人类对电磁现象的探索从来没有停止过。我国是对磁现象认识最早的国家之一,古代对磁的解释最早记载在《管子》中:上有慈石者,其下有铜金。古人很早就将磁石应用于医疗、探路等方面,利用磁石的指向性发明了指南针。明代郑和下西洋就是利用了指南针,实现远洋航海的壮举。
随着电磁发展不断迎来新的突破,如今,我们与电磁的关系也早已从认识、掌握发展到了利用,我们身边所有带电的设备,都与电磁有着密切的关系。在电磁环境中,电磁干扰现象随时可见。电磁干扰可以分为自然和人为两类。自然电磁干扰就是自然界所固有的与人的活动无关的电磁干扰,人为电磁干扰是由于人类的工业和社会活动所产生的电磁干扰。
雷电是我们平时所见最多的自然电磁干扰。比如某民航客机因设备失灵而迫降,最终造成多人伤亡的严重后果。经科学家们调查发现,此次事故是因为客机在飞行时被闪电击中,期间产生的感应电流与感应电磁场导致飞机出现故障。正是基于这些惨痛的教训,我国在自主研发大飞机时,认真系统地加强了对自然电磁干扰的防护,这使得我国的大飞机具有非常高的可靠性和电磁安全性。太阳系也常常发生强烈的电磁现象,例如太阳黑子爆发、耀斑等都会产生严重的电磁干扰。严重的太阳黑子爆发会造成电力系统全面瘫痪,导致地球上的无线通信中断,地球磁场也会由于各种原因而产生大幅度的波动。这种波动可能会在电力系统和通信系统中引发电磁干扰。
下面我们再来谈一谈人为电磁干扰。比如某地上演了一场千架无人机的光影盛典。在演出的前两天,无人机编队的彩排过程十分顺利,现场雄伟壮观。但是在正式表演的时候却出现了意外,有将近一半的无人机都晕头转向,最后图像成了乱码。罪魁祸首就是电磁干扰。具体来说就是电磁信号扰乱了无人机的定位系统,从而使得无人机编队表演出现了重大的失误。
还有一个案例,某飞船发射前也曾遭遇过电磁干扰的威胁。当时,发射基地中心检测到电磁干扰。在发射场电磁兼容是一个环环相扣的工程,一定要做到万无一失,一旦出现不明来源的突发电磁干扰,技术人员就要进行精细的排查。因为火箭测控指令一旦被干扰,很有可能导致指令接收异常,从而对飞船的安全造成威胁。最终,经过工作人员的努力,找到了电磁干扰源,排除了电磁干扰,保证了飞船发射万无一失。
其实所有的电路都有可能受到电磁干扰,一部分电磁干扰以辐射的方式被直接接收,还有一部分电磁干扰通过传导方式被接收。比如,在我们数字电路中的复位、中断和控制信号等,就很容易受到电磁干扰的影响。控制电路中的放大器,以及电源调整电路,也都容易受到干扰。