當(dāng)今，我們生活在一個充滿電磁波的星球上。在自然界，云層中的雷鳴閃電會發(fā)射電磁波。在生活中，手機、微波爐、電磁爐、電腦等家電設(shè)備也會發(fā)射電磁波。
這些電磁波有強有弱，有高有低，有遠有近，早已不是什么新鮮事。
而5G高頻率的引入、IoT設(shè)備數(shù)量暴漲，以及各種智能硬件的功能升級，都在讓我們習(xí)以為常的電磁環(huán)境，變得愈加復(fù)雜。
在這樣的大背景下，如何設(shè)計出依然能夠滿足電磁兼容性EMC認證要求的產(chǎn)品，對硬件工程師來說，就是一件極具挑戰(zhàn)性的事情了。
既能安內(nèi)，也要攘外：不可或缺的EMC
首先需要澄清的是，電磁波種類雖多，卻并不一定都有害健康。
只有當(dāng)電磁強度達到一定程度，才會產(chǎn)生電磁污染。像是多年來許多國家長期跟蹤的移動手機電磁波問題，事實就證明對人體健康并不會產(chǎn)生危害性。
而為了最大程度地保證電磁波的安全性，EMC電磁兼容性就普遍被工業(yè)界提上日常。
簡單來說，就是要求電子設(shè)備既能夠在電磁環(huán)境中保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，不會受到一點干擾就罷工;也要具備良好的“外交能力”，不對外部環(huán)境中的其他環(huán)境造成過大的干擾，比如充電玩手機時屏幕不聽使喚，出現(xiàn)亂跳、翻頁等詭異現(xiàn)象，就是劣質(zhì)充電頭產(chǎn)生了電磁波干擾的鍋。
為了讓用戶家里的電子設(shè)備都能夠和平共處，相關(guān)的EMC電磁兼容性就成為產(chǎn)品順利進入市場的前提條件，各個行業(yè)也都有著對應(yīng)的EMC認證標(biāo)準(zhǔn)。
那么，5G的規(guī)?；逃糜衷斐闪四男┬聠栴}呢?
我們不妨順著可能變化的“干擾源”來梳理。
首先，由于5G網(wǎng)絡(luò)頻段較高的特性，決定了其覆蓋范圍小于3G/4G網(wǎng)絡(luò)，也就需要大規(guī)模部署小基站，電磁兼容挑戰(zhàn)也就應(yīng)運而生。
最新出現(xiàn)的電磁干擾源“微基站”，由于毫米波穿透力差，衰減大，就需要配備大量的電磁屏蔽器件，來達到更高的抗干擾能力。
繼續(xù)向前，會發(fā)現(xiàn)伴隨著5G的部署升級，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及大眾身邊的天線數(shù)量也在指數(shù)級地增加，各個頻率、設(shè)備之間也有可能會互相干擾。
智能手機有個測試項目叫單音靈敏度，就是在距離通道一定頻率間隔處施加一個強干擾單音信號，觀察手機靈敏度會惡化多少。如果電磁波干擾的是心臟起搏器、人工肺泵、汽車行駛，或者是賽博朋克們植入體內(nèi)的腦機呢?
拋開這些極端情況，即使電機工程師來將電磁屏蔽控制在安全范圍內(nèi)，但越來越多的電子設(shè)備集體散熱，也夠大眾受的。
電磁波輻射后引起機體升溫，由此產(chǎn)生的熱效應(yīng)，盡管目前傷害不明顯，但長期接觸下來到底會不會影響健康，科學(xué)界至今沒有確切答案，5G的到來自然又增加了新的不確定性。
攻守之間：電磁兼容的5G式挑戰(zhàn)
既然“攻方”出了牌，那“守方”自然也得有后招。
可是5G也讓不少老招失靈了。
一般情況下，工業(yè)界降低電磁干擾的方法就跟“新冠抗疫”一樣：
一靠阻斷傳播，把通路切斷直接讓可能干擾的電磁波過不來，比如濾波法(增加電抗器和 EMI濾波器，從電路層面減少傳導(dǎo)騷擾)、屏蔽法(使用帶有屏蔽的雙絞線，抑制電磁波的輻射)、接地法(地層的增加可以有效提高PCB的電磁兼容性)、隔離法(動力線與其他弱電信號線分開走線)等等。
二靠增強“體質(zhì)”，在電子設(shè)備中加入更多的電磁屏蔽和導(dǎo)熱器件，解決產(chǎn)品間電磁屏蔽和散熱問題。比如盡量選用自身發(fā)射小的芯片，避免使用大功率、高損耗器件等等，都能將輻射控制在安全水平內(nèi)。
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