首页 > 科技 > 电子技术 > 电子技术应用

电磁近场探头耦合测量原理与设计实例

作译者：工业和信息化部电子第五研究所

出版时间：2026-07 千字数：268 版次：01-01 页数：196

开本：16开装帧： I S B N ：9787121530425

换版：

纸质书定价：￥78.0

库存:无

分享到：

共有图书评论0条【查看评论摘要】

看了又看

{{data.bookName}}

￥{{data.price}}

内容简介

前言

上架建议

作者简介

编辑推荐

音视频专区

第1 章 电磁近场探头耦合测量技术概述 ....................................................................... 1
1.1 引言 ............................................................................................................................... 1
1.2 电磁近场探头的主要应用概述 ................................................................................... 3
1.2.1 电磁近场探头的电磁兼容应用 ............................................................................... 3
1.2.2 电磁近场探头的芯片安全应用 ............................................................................... 6
1.2.3 电磁近场探头的失效定位应用 ............................................................................... 7
1.3 电磁近场探头的探测原理及设计概述 ....................................................................... 8
1.3.1 电场探头的探测原理及设计概述 ............................................................................ 8
1.3.2 磁场探头的探测原理及设计概述 ............................................................................ 9
1.3.3 电磁复合探头的探测原理及设计概述 ................................................................... 15
1.3.4 电磁近场探头设计方向总结 ................................................................................. 18
1.4 电磁近场探头参数表征方法概述 ............................................................................. 19
1.4.1 电场探头参数表征方法概述 ................................................................................. 19
1.4.2 磁场探头参数表征方法概述 ................................................................................. 22
1.4.3 电磁复合探头参数表征方法概述 .......................................................................... 27
1.4.4 电磁近场探头参数表征研究方向总结 ................................................................... 33
1.5 本书内容安排 ............................................................................................................. 34
第2 章 电磁近场探头的校准原理及去嵌校准方法 .................................................. 36
2.1 引言 ............................................................................................................................. 36
2.2 电磁近场探头传统校准方法的基本原理 ................................................................. 36
2.2.1 电磁近场探头传统校准方法 ................................................................................. 36
2.2.2 校准纹波的产生机理及FIR 的定义 ...................................................................... 38
2.3 电磁近场探头去嵌校准方法的原理 ......................................................................... 41
2.3.1 误差盒ABCD 模型的求解 .................................................................................... 41
2.3.2 单端口探头去嵌校准模型 .................................................................................... 44
2.3.3 双端口探头去嵌校准模型 .................................................................................... 46
电磁近场探头耦合测量原理与设计实例
·VIII·
2.4 去嵌校准的硬件系统及校准件 ................................................................................. 48
2.4.1 去嵌校准件及电磁近场探头 ................................................................................. 48
2.4.2 校准系统及校准步骤 ........................................................................................... 52
2.5 典型探头去嵌校准验证结果 ..................................................................................... 54
2.5.1 典型电场探头验证结果 ........................................................................................ 55
2.5.2 典型磁场探头验证结果 ........................................................................................ 57
2.5.3 差分磁场探头验证结果 ........................................................................................ 59
2.6 本章小结 ..................................................................................................................... 60
第3 章 电磁近场探头关键参数表征的原理与方法 .................................................. 62
3.1 引言 ............................................................................................................................. 62
3.2 空间分辨率 ................................................................................................................. 62
3.3 共模电场抑制比与隔离度 ......................................................................................... 64
3.3.1 磁场探头的共模电场抑制比 ................................................................................. 64
3.3.2 多分量电磁复合探头的隔离度 ............................................................................. 66
3.4 探测系统的灵敏度 ..................................................................................................... 69
3.4.1 单端口探测系统的灵敏度 .................................................................................... 69
3.4.2 多端口探测系统的灵敏度 .................................................................................... 71
3.5 磁场探测探头特殊参数表征方法 ............................................................................. 72
3.5.1 圆极化特性 ......................................................................................................... 73
3.5.2 差分电场抑制 ..................................................................................................... 73
3.6 探头设计过程关键参数表征方法 ............................................................................. 76
3.6.1 时域特性阻抗 ..................................................................................................... 76
3.6.2 反射系数 ............................................................................................................ 77
3.6.3 多端口探头的对称性 ........................................................................................... 78
3.7 本章小结 ..................................................................................................................... 78
第4 章 双端口非对称电磁场探测原理及补偿方法 .................................................. 79
4.1 引言 ............................................................................................................................. 79
4.2 双端口对称电磁场探测系统的基本原理 ................................................................. 80
4.2.1 传统对称电磁场探测系统的校准及探测原理 ......................................................... 80
4.2.2 传统对称电磁场探测系统应用中存在的不足 ......................................................... 82
4.3 双端口电磁场探测系统的非对称校准方法 ............................................................. 83
4.3.1 非对称电磁场探测系统的基本理论 ....................................................................... 83
目录
·IX·
4.3.2 非对称旋转校准方法 ........................................................................................... 86
4.3.3 非对称非旋转校准方法 ........................................................................................ 87
4.4 双端口电磁场探测系统的非对称修正方法 ............................................................. 89
4.4.1 单边非对称修正方法 ........................................................................................... 89
4.4.2 双边非对称修正方法 ........................................................................................... 90
4.4.3 虚拟网络匹配修正方法 ........................................................................................ 92
4.5 双端口非对称电磁场探测验证硬件系统 ................................................................. 94
4.5.1 校准件和探头设计及其参数分析 .......................................................................... 94
4.5.2 双端口非对称电磁场探测系统及其验证步骤 ......................................................... 98
4.6 典型非对称电磁场探测系统的补偿及验证结果 ..................................................... 99
4.6.1 RACM 的校准及验证结果 .................................................................................... 99
4.6.2 NRACM 的校准及验证结果 ............................................................................... 103
4.6.3 FSACM 的校准及验证结果 ................................................................................ 107
4.6.4 FTACM 的校准及验证结果 ................................................................................ 111
4.6.5 VNMM 的校准及验证结果 ................................................................................. 113
4.6.6 5 种方法的对比分析 .......................................................................................... 115
4.7 本章小结 ................................................................................................................... 116
第5 章 探头设计流程及单端口有源探头设计实例 ................................................ 118
5.1 引言 ........................................................................................................................... 118
5.2 探头设计流程 ........................................................................................................... 118
5.3 高灵敏度3GHz 带宽有源磁场探头设计实例 ........................................................ 120
5.3.1 探头设计 .......................................................................................................... 120
5.3.2 关键参数测试 ................................................................................................... 123
5.4 高空间分辨率12GHz 带宽有源磁场探头设计实例 .............................................. 125
5.4.1 探头设计 .......................................................................................................... 125
5.4.2 关键参数测量 ................................................................................................... 126
5.5 高灵敏度2GHz 带宽+谐振有源磁场探头设计实例 ............................................. 129
5.5.1 探头设计 .......................................................................................................... 129
5.5.2 关键参数测量 ................................................................................................... 134
5.6 本章小结 ................................................................................................................... 137
电磁近场探头耦合测量原理与设计实例
·X·
第6 章 多工艺多端口高性能探头设计实例 .............................................................. 138
6.1 引言 ........................................................................................................................... 138
6.2 多工艺高空间分辨率差分磁场探头设计实例 ....................................................... 139
6.2.1 探头设计 .......................................................................................................... 139
6.2.2 探头校准 .......................................................................................................... 141
6.2.3 关键参数测量 ................................................................................................... 143
6.3 双端口有源电磁复合探头设计实例 ....................................................................... 146
6.3.1 探头设计 .......................................................................................................... 146
6.3.2 探头校准 .......................................................................................................... 148
6.3.3 关键参数测量 ................................................................................................... 152
6.4 双端口有源差分磁场探头设计实例 ....................................................................... 155
6.4.1 探头设计 .......................................................................................................... 155
6.4.2 探头校准 .......................................................................................................... 157
6.4.3 关键参数测量 ................................................................................................... 158
6.5 四端口三分量电磁近场探头设计实例 ................................................................... 160
6.5.1 探头设计 .......................................................................................................... 160
6.5.2 探头校准及修正 ................................................................................................ 162
6.5.3 关键参数测量 ................................................................................................... 166
6.6 本章小结 ................................................................................................................... 168
参考文献 ................................................................................................................................... 169

前 言
电磁兼容以电磁场理论和电路理论为基础，是一门综合性交叉学科。随着现代科学技
术的发展，电子产品内部和外部电磁环境日益复杂，电磁互扰问题造成电子产品性能降低、
安全性下降、功能丧失的概率明显增加。同时，随着电子器件小型化、高频化、低功耗等
技术发展需求不断升级，集成电路及模块电磁兼容问题逐渐成为限制产品高质量发展的关
键瓶颈。
基于电磁耦合探测原理的电磁近场探头作为一种重要的电磁兼容诊断工具逐渐得到研
究人员的重视，其主要被应用于电路板级及器件级电磁兼容诊断分析、芯片级电磁安全分
析，以及失效定位与故障诊断分析等方面。5G 通信、第三代半导体、高密度封装等技术
发展带来新的电磁兼容问题，电磁近场探头的性能提升成为主要的设计要求，如宽频带、
高空间分辨率及高灵敏度等。这些新的技术要求对于传统电磁近场探头是一个巨大的挑战，
急需引入新的工艺或方法来提升探头的综合性能。
本书面向电路板级及器件级电磁近场发射测试需求，从电磁近场探头的基本测量和
表征原理等方面存在的关键问题出发，结合作者近十年的工程实践经验，系统地阐释了电
磁近场探头的探测原理、校准原理、表征原理、非对称补偿方法，并给出高性能探头的设
计案例等相关技术内容。本书基本涵盖了电磁近场探头领域近十年提出的具有代表性的
理论、技术和方法，这些对于电磁近场探头的高性能设计及关键参数测量表征有着重要的
参考意义。
本书共6 章，第1 章为电磁近场探头耦合测量技术概述，包括电磁近场探头的主要应
用、探测原理及设计、参数表征方法；第2 章讲述电磁近场探头的校准原理，以及近些年
作者首次提出的去嵌校准方法；第3 章讲述电磁近场探头关键参数表征的原理与方法；第
4 章讲述作者提出的双端口非对称电磁场探测理论及5 种非对称补偿方法，包括3 种非对
称校准方法和2 种非对称修正方法；第5 章总结探头设计流程并给出单端口有源探头设计
实例；第6 章讲述如何基于本书提出的非对称补偿方法实现高性能探头设计，并给出一些
设计实例。
本书第一作者近十年一直从事电磁环境效应与试验技术研究工作，先后主持国家
级、省部级及企业横向课题20 余项，获得省部级科技进步二等奖/三等奖、TSQ 最佳优
秀案例奖等，工作期间为国内多家大型企事业单位提供电磁环境效应整体解决方案；
2019 年至今，在电磁近场测量核心算法研究、双端口及多端口电磁近场探头设计等方面
电磁近场探头耦合测量原理与设计实例
·IV·
多次提出新的见解，累计发表了SCI/EI 论文70 余篇，包括第一作者或通信作者发表的IEEE
TII/TMTT/TAP/TIM/AWPL 等期刊论文，这些创新工作为本书的编写奠定了基础。在本书的
编写过程中，作者还参考了国内外同行发表的电磁近场测量技术及相关应用领域的大量文
献、学位论文和技术资料，通过总结提炼完成了本书。本书的部分内容是第一作者在攻读
华南理工大学定向工程博士期间完成的，定向委托单位为工业和信息化部电子第五研究所，
校内指导教师为周长见副教授，校外指导教师为陈义强研究员，路国光研究员也参与了第
一作者研究方向的规划和指导。本书的具体分工如下：第1 章由陈义强、邵伟恒、周长见
编写，第2 章由邵伟恒编写，第3 章由路国光、邵伟恒、周长见编写，第4～6 章由邵伟恒
编写；邵伟恒、路国光、陈义强、周长见负责全书的组织、策划、汇总和审校工作。
在此特别感谢参与本书校对和试验验证工作的方文啸教授、田欣欣博士、吴多龙副教
授、叶亮华副教授、王磊高工、邵鄂高工、黄权工程师，以及李广伟、李辉、丁瑞、唐炯、
薛姗、陈颖慧、何柳兴、余财蓄、张金鑫、易志强、刘捷胜、黄丽娟、刘通通、阮黎涛、程
欣、谢雨松、郭帅兵、李林燕等研究生；感谢工业和信息化部电子第五研究所科技与规划
处的资金支持；感谢潘勇研究员、史云雷高工、胡雄锋研究员、罗军研究员、尧彬研究员
等专家，以及给本书提过宝贵意见的各位同人；另外，还要感谢电子工业出版社的牛平月
编辑及其同事。
最后，感谢广东省自然科学基金杰出青年项目（项目号：2026B1515020063）、国家自
然科学基金面上项目（项目号：62471150）、国家自然科学基金青年科学基金项目（项目
号：62001123）、广东省自然科学基金面上项目（项目号：2022A1515012409）、广州市
科技计划项目（项目号：202201010060）对本书出版的资助。
邵伟恒
2026 年1 月

查看更多 > 图书评论

暂无评论

发表图书评论

评论标题：
评论内容：
验证码：: 看不清楚
点击刷新
: 您还没有登录，请登录后再评论。
点击“登录”

购买过本书的顾客还买过

{{data.bookName}}

￥{{data.price}}