撑起物联网之未来的前沿噪声评估技术

前  言

随着物联网(IoT)规模的扩大以及具有网络连接的电子设备种类越来越多，为电子设备开发适当的噪声对策变得越来越重要。由此，对于能够精确地测量电磁波的影响并评估产品的性能电波暗室的需求迅猛增长。TDK自1969年使用铁氧体磁砖创建了世界上第一个电波暗室以来，一直致力于开发能够执行世界上最先进的电磁噪声测量和评估的电波暗室。在本文中，我们将探讨噪声抑制的重要性以及最新的噪声测量技术。

噪声对策的重要性与日俱增

在飞机上，乘务人员会要求乘客关闭智能手机和其他通信设备或将其切换为“飞机模式”，以防止个人设备产生的电磁辐射对飞机的机载仪器和电子设备产生不利影响。

尽管5G通信、蓝牙和物联网设备的普及使我们的生活更加便利，但电子设备产生的电磁噪声的影响却高于过去。毫不夸张地说，噪声抑制是电子设备开发中最重要的因素之一。

电子设备的噪声对策有两个方面：EMI（电磁干扰）抑制，是指防止设备发出干扰；EMS（电磁耐受性）对策，是指防止外部干扰对设备产生不利影响。它们一起被称为EMC（电磁兼容性），即电子设备在抑制电磁干扰方面的总体性能。



EMI（电磁干扰）抑制：防止设备发出不必要的噪声。EMS（电磁耐受性）对策：增强设备对噪声的抵抗力（免疫力）。确保这两个要素是电子设备EMC的核心重点。

全球EMC解决方案市场持续扩张，预计到2023年将达到约400亿美元。（来源：全球EMC（电磁兼容性）和噪声抑制解决方案市场：日本矢野经济研究所2020年主要调查研究结果。）
电子设备的发展及其噪声对策


随着电子设备的不断发展，噪声对策的作用和噪声对策元件的性能也在不断提高。

EMC测试是无人驾驶汽车创新的关键一环

近年来，除了家用电器和通信设备等电子设备外，与周围环境和其他汽车通信的“互联”汽车*1和ADAS（高级驾驶员辅助系统）*2也引起了人们的关注。随着汽车部件的快速电气化，如今在汽车上安装有许多电子控制单元(ECU)，并通过车载网络进行互联。汽车配备了多种设备，从基于GPS的导航到可测量车距的智能钥匙和系统，这些设备会发射各种频率的无线电波，以满足各种用途。因此，高精度的EMC测试极为重要，其可确保车辆免受噪声影响并可以安全驾驶。

汽车的EMC措施



EMC措施（例如，确保电动汽车电机和车载电子设备发出的噪声不影响其他电子设备，以及车载网络和电子设备不受外部电磁波干扰）对于车辆安全及其周围环境至关重要。

电波暗室如何工作？

电波暗室是评估电子设备和汽车部件的EMC性能必不可少的工具。原则上，电磁波的测量应在清洁的开阔试验场(OATS)中进行，并且应避免有害的电磁干扰。但是，由于室外环境容易受到天气条件和外来电磁波的影响，因此使用了一个称为“电波暗室”的室内测试室来确保稳定的测量。

电波暗室可屏蔽外部电磁波，而其墙壁和天花板覆有吸收无线电波的材料（电波吸收体）。这样可以执行各种EMC测试，包括电磁波的测量和分析。

TDK的电波暗室可以追溯到1969年，当时推出了世界上第一个使用铁氧体磁砖的电波暗室。此后，TDK继续根据电子产品的发展提供各种EMC测试环境。TDK开发了具有宽频率吸收范围的电波吸收体以及先进的测量系统，截至2020年，已在全球建立了1,700多个电波暗室。

无线电波暗室概述



除了各种尺寸的电波暗室和电磁波吸收体，TDK还提供独特的自动化EMC测量系统。

为了满足汽车行业对EMC测试日益增长的需求，TDK一直在提供用于汽车电子设备的电波暗室，以及可用于对整车进行EMC测试的10平方米的大型电波暗室。TDK还开发了混响室*3，通过再现接近实际电磁环境的条件，对车载设备进行准确的EMC测试。这些暗室已经开始交付，主要是向EMC认证机构交付。

电波暗室和混响室



混响室能够通过再现接近车辆日常使用中所接触的电磁环境的条件，进行更准确的抗扰度测试。图片由日本质量保证组织(JQA)提供

TDK电波暗室的主要优势

我们与TDK株式会社的电波工程技术事业部负责人织田满先生探讨了TDK电波暗室的功能。他介绍说：“作为电子元件制造商，TDK的优势在于能够将噪声抑制元件、电波暗室和测量系统集成在一个封装中。由于我们内部设计和制造了所有电波吸收体，包括铁氧体，因此我们可以针对特定应用和客户需求量身定制的各种设计。”


织田 满     EMC和RF工程事业部     TDK株式会社

随着微波和毫米波电子设备（包括5G产品和物联网相关的设备以及日益电气化的车载组件）的发展，EMC市场预计将继续增长。织田先生说道：“向电动汽车、自动驾驶和5G的转变都扩大了对高频设备的连接性和EMC测试的需求。实际上，我们已经收到了有关超越5G(B5G)技术研发的咨询。”

虽然家用电器和电子设备的主流已经从收音机和电视转移到手机、智能手机和互联汽车，但50多年来TDK一直在提供包括电波暗室在内的全面EMC解决方案。今后，TDK也将计划提供一系列持续发展的日益精确型EMC测试解决方案，继续支持安全电子设备的开发。

TDK的电波暗室和电波吸收体



若您想了解更多有关TDK电波暗室和吸收体的信息，可以通过以下二维码访问我们的产品中心。




术语解说

*1 - 互联汽车：可以充当ICT设备的车辆。车辆状态、周围道路状况以及各种其他数据通过传感器获取。通过网络汇总和分析数据，有望产生新价值。

*2 - ADAS（高级驾驶员辅助系统）：支持驾驶的系统的总称，其中车辆检测其周围环境的信息并通知和警告驾驶员，代表驾驶员控制车辆等。

*3 - 混响室：一种评估设备，可以通过在屏蔽室内旋转搅拌器来重现接近实际电磁环境的条件。