(1) 偶极子天线

在两条开放线路之间施加电压以发射无线电波的天线称为偶极子天线。如果如图4-3-7(a)所示线路长度相对波长非常短，则噪声发射较弱。但如果如图4-3-7(b)所示总长度接近1/2波长（这意味着每侧为1/4波长），电流更易于流动（称为谐振），且更可能会发射较强的无线电波。如图4-3-7(c)所示，对偶极子天线的一侧接地形成的单极天线也被视为偶极子天线的变形事例。这种情况下，较强的无线电波会出现在天线长度为1/4波长的频率处。

图4-3-7 偶极子天线

(2) 发射无线电需要多大的强度？

偶极子天线发射无线电需要多大的强度？图4-3-8展示了用电磁模拟装置计算无线电波强度的示例。

本次测试将1V正弦波施加到竖直设置的天线上，并测量水平方向上10m远的某个点处的电场强度。为了测量噪声，考虑了地板和天线高度中心的反射。天线的厚度设置为1mm，信号源的输出阻抗设置为10Ω，以数字信号的谐波引起噪声为前提，在10MHz奇数倍频率的基础上进行计算。 图4-3-8(a)展示了天线长度最短为40mm的情形。无线电波相对有限。

图4-3-8(b)展示了天线长度为200mm的情形。无线电波明显增加，且在690MHz出现峰值。

图4-3-8(c)展示了天线长度延长到1m的情形。无线电波已经达到超高值，在150MHz，430MHz和730MHz处存在峰值。

如上所述，总的趋势是天线越长，无线电波越强。随后达到某个长度时，开始出现峰值频率。但即使天线再继续延长，超大强度也不再会变高。

图4-3-8 偶极子天线的频率特征（计算值）

依照数字设备的噪声规定，距离为10m时的极限值已经设置为30至40dBµV/m。由于图4-3-8的图表中显示的范围远比这个限值要强，所以可以看到直接输入1V信号会发射出大幅超过噪声规定限值的无线电波。

(3) 将数字信号连接到偶极子天线

当数字信号作为噪声源进行连接时，发射强度有多大？图4-3-9展示了将第2-4节中说明的谐波连接到图4-3-8(b)中的20cm天线时发射强度的计算结果。

图4-3-9(a)与图4-3-8(b)使用相同的数据，其中将1V正弦波作为信号源进行连接。

图4-3-9(b)展示了连接理想的10MHz数字脉冲时的计算结果。垂直轴的显示范围已经在图表中偏移了40dB。即使噪声源是数字信号谐波，也可以看到发射出的无线电波超过了CISPR二类限值达30dB。

图4-3-9(c)展示了如第2-4-4节所述，脉冲波形作为过渡时间20ns的梯形波时的计算结果。此时的结果可以低于限值。

如上所述，偶极子天线能够发射非常强的无线电波。因此需要谨慎设计，不要让导线和电子设备中采用的结构形状构成偶极子天线的形状。如果无法避免偶极子天线的形状，可以预防性地采用EMI静噪滤波器，通过延迟信号的上升时间来降低谐波。

图4-3-9 连接到10MHz数字信号时的发射（计算值）

(4) 天线长度和波长的关系

在图4-3-8中，峰值频率和天线尺寸之间存在某种关系。图4-3-10展示了将天线长度与每个频率的波长进行比较的图解。

如图所示，200mm和1m的长度分别在750MHz和150MHz形成1/2波长。这些频率几乎与图4-3-8中的峰值一致。如上所述，偶极子天线在其长度形成1/2波长的频率时更易于发射无线电波。

图4-3-8(c)还展示了除了大约150MHz（1/2波长）之外的循环内无线电波的峰值。这些是天线波长为1/2波长时频率（此例中为150MHz）的奇数倍，此时更易于发射无线电波。在这些频率上，天线会如第3-3-6节所述产生驻波和谐波，使天线更易于通过电流。

就噪声抑制而言，重要的是保持线路长度（可能用作天线）短于波长，这样才能减少噪声发射。图4-3-9显示了目标为1/20波长的范围。如果设计时可以将线路或电缆长度保持在这个范围内，就可以减少噪声问题。

图4-3-10 天线长度和波长的关系

以下从4-3-4到4-3-15的章节讲述了在噪声转换为无线电波时决定天线功效的因素。讲述的内容稍有技术含量。如果不是很感兴趣，请跳到4-3-16。