當(dāng)今，我們生活在一個(gè)充滿(mǎn)電磁波的星球上。在自然界，云層中的雷鳴閃電會(huì)發(fā)射電磁波。在生活中，手機(jī)、微波爐、電磁爐、電腦等家電設(shè)備也會(huì)發(fā)射電磁波。

這些電磁波有強(qiáng)有弱，有高有低，有遠(yuǎn)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(jí)，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(jì)出依然能夠滿(mǎn)足電磁兼容性EMC認(rèn)證要求的產(chǎn)品，對(duì)硬件工程師來(lái)說(shuō)，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(lèi)雖多，卻并不一定都有害健康。

只有當(dāng)電磁強(qiáng)度達(dá)到一定程度，才會(huì)產(chǎn)生電磁污染。像是多年來(lái)許多國(guó)家長(zhǎng)期跟蹤的移動(dòng)手機(jī)電磁波問(wèn)題，事實(shí)就證明對(duì)人體健康并不會(huì)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是要求電子設(shè)備既能夠在電磁環(huán)境中保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，不會(huì)受到一點(diǎn)干擾就罷工;也要具備良好的“外交能力”，不對(duì)外部環(huán)境中的其他環(huán)境造成過(guò)大的干擾，比如充電玩手機(jī)時(shí)屏幕不聽(tīng)使喚，出現(xiàn)亂跳、翻頁(yè)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(hù)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(jìn)入市場(chǎng)的前提條件，各個(gè)行業(yè)也都有著對(duì)應(yīng)的EMC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

那么，5G的規(guī)?；逃糜衷斐闪四男┬聠?wèn)題呢?

我們不妨順著可能變化的“干擾源”來(lái)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(yùn)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(lái)達(dá)到更高的抗干擾能力。

繼續(xù)向前，會(huì)發(fā)現(xiàn)伴隨著5G的部署升級(jí)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及大眾身邊的天線數(shù)量也在指數(shù)級(jí)地增加，各個(gè)頻率、設(shè)備之間也有可能會(huì)互相干擾。

智能手機(jī)有個(gè)測(cè)試項(xiàng)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(gè)強(qiáng)干擾單音信號(hào)，觀察手機(jī)靈敏度會(huì)惡化多少。如果電磁波干擾的是心臟起搏器、人工肺泵、汽車(chē)行駛，或者是賽博朋克們植入體內(nèi)的腦機(jī)呢?

拋開(kāi)這些極端情況，即使電機(jī)工程師來(lái)將電磁屏蔽控制在安全范圍內(nèi)，但越來(lái)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(jī)體升溫，由此產(chǎn)生的熱效應(yīng)，盡管目前傷害不明顯，但長(zhǎng)期接觸下來(lái)到底會(huì)不會(huì)影響健康，科學(xué)界至今沒(méi)有確切答案，5G的到來(lái)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(guò)不來(lái)，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(dòng)力線與其他弱電信號(hào)線分開(kāi)走線)等等。

二靠增強(qiáng)“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(wèn)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)。