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電磁両立性（EMC ）とは、電磁干渉（EMI）や動作中の機器への物理的損傷などの望ましくない影響を引き起こす可能性のある電磁エネルギーの意図しない発生、伝播、受信を制限することによって、電気機器やシステムが電磁環境内で許容できる形で機能する能力のことです。 [ 1 ] [ 2 ] EMCの目標は、共通の電磁環境におけるさまざまな機器の正しい動作です。また、これは関連する電気工学の分野に与えられた名称でもあります。
EMCは主に3つの問題クラスを扱います。エミッションとは、何らかの発生源から意図的または偶発的に電磁エネルギーが発生し、それが環境に放出されることです。EMCは、不要なエミッションと、不要なエミッションを低減するために講じられる対策を研究します。2番目のクラスである感受性とは、被害者と呼ばれる電気機器が、無線周波数干渉（RFI）として知られる不要なエミッションの存在下で誤動作または故障する傾向のことです。耐性は感受性の反対で、RFIの存在下で機器が正しく機能する能力であり、機器の「強化」という分野は感受性または耐性として同様に知られています。研究される3番目のクラスは結合であり、これは放出された干渉が被害者に到達するメカニズムです。
干渉の軽減、ひいては電磁両立性は、これらの問題のいずれか、またはすべてに対処することによって達成できます。すなわち、干渉源の抑制、結合経路の阻害、および／または潜在的な被干渉機器の強化です。実際には、接地やシールドなど、多くの工学的手法がこれら3つの問題すべてに適用可能です。
最も初期のEMC問題は、船舶や建物への落雷（雷電磁パルス、LEMP）でした。避雷針や避雷導体は18世紀半ばに登場し始めました。19世紀後半以降、発電と送電線が広く普及するにつれて、機器の短絡故障による電力供給への影響や、送電線に落雷があった場合の局所的な火災や感電の危険性といった問題も発生しました。発電所には出力遮断器が設置されました。建物や機器にはまもなく入力ヒューズが設置され、20世紀後半には小型遮断器（MCB）が使用されるようになりました。
1800年代後半のマルコーニによる最初の火花放電実験から、無線干渉とその補正が始まったと言えるかもしれない。 [ 3 ] 20世紀前半に無線通信が発展するにつれて、放送無線信号間の干渉が発生し始め、干渉のない通信を確保するための国際的な規制枠組みが構築された。
スイッチング装置は20世紀半ばにかけて普及し、ガソリン車やオートバイに多く用いられたが、サーモスタットや冷蔵庫といった家庭用電化製品にも搭載されるようになった。これにより、家庭用ラジオや（第二次世界大戦後には）テレビの受信に一時的な干渉が生じ、やがてこうした干渉源の抑制を義務付ける法律が制定された。
静電気放電（ESD）の問題は、炭鉱などの危険な環境や、航空機や自動車への燃料補給時における偶発的な電気火花放電によって初めて発生した。そのため、安全な作業手順を確立する必要が生じた。
第二次世界大戦後、軍は核電磁パルス（NEMP）、落雷、さらには高出力レーダービームが、あらゆる種類の車両や移動機器、特に航空機の電気系統に及ぼす影響について、ますます懸念を抱くようになった。
他の発生源からの高周波放射レベルが問題となる可能性が出てきたとき（例えば電子レンジの登場など）、特定の周波数帯が産業・科学・医療（ISM）用途に指定され、放射レベルは熱安全基準によってのみ制限されるようになりました。その後、国際電気通信連合は無線通信を保護するために、ISM機器からの放射制限を定めた勧告を採択しました。側波帯放射や高調波放射、広帯域発生源、電気スイッチング機器の普及とその被害者の増加など、さまざまな問題が、規格や法律の着実な発展につながりました。
1970年代後半から、現代のデジタル回路の人気が急速に高まりました。技術が発展するにつれて、スイッチング速度がますます速くなり（放射が増加）、回路電圧が低くなり（感受性が増加）、EMC はますます懸念事項となりました。多くの国が EMC が深刻化する問題であることを認識し、デジタル電子機器の製造業者に対して、機器を市場に出す前に満たすべき必須の製造業者要件を定めた指令を発行しました。ヨーロッパや世界中の各国に、これらの指令と関連規格を維持するために組織が設立されました。1979 年、米国のFCC は、すべての「デジタル機器」の電磁放射が一定の制限値以下であることを義務付ける規制を発表しました。[ 3 ]この規制環境により、EMC 業界は、専門的なデバイスや機器、分析および設計ソフトウェア、テストおよび認証サービスを提供する急成長を遂げました。低電圧デジタル回路、特にCMOSトランジスタは、小型化に伴いESD（静電気放電）による損傷を受けやすくなり、オンチップ耐性技術の開発にもかかわらず、新たなESD規制体制を策定する必要が生じた。
1980年代以降、移動体通信と放送メディアチャネルの爆発的な成長により、利用可能な空域に大きな圧力がかかりました。規制当局は、特にデジタル通信分野において、チャネル間干渉を許容レベルに抑えるため、ますます高度なEMC制御手法に頼りながら、周波数帯域の割り当てをますます狭めていきました。デジタルシステムはアナログシステムよりも本質的に影響を受けにくく、また、高度な保護および誤り訂正対策を実装するためのはるかに容易な方法（ソフトウェアなど）も提供しています。
1985年、米国は低電力モバイルデジタル通信用にISMバンドを解放し、Wi-Fiや遠隔操作式自動車ドアキーの開発につながった。この方式は、ISM干渉が断続的に発生する性質を利用し、高度な誤り訂正方式を用いることで、干渉のバースト間の静かな時間帯にロスレス受信を保証する。
「電磁干渉」（EMI）は、「電磁妨害によって引き起こされる機器、伝送チャネル、またはシステムの性能の低下」（IEV 161-01-06）と定義され、「電磁妨害」は、「デバイス、機器、またはシステムの性能を低下させる可能性のある電磁現象、または生物や不活性物質に悪影響を与える可能性のある電磁現象」（IEV 161-01-05）と定義されています。「電磁妨害」と「電磁干渉」という用語は、それぞれ原因と結果を示しています。[ 1 ]
電磁両立性（EMC）は機器の特性または性質であり、「機器またはシステムが、その電磁環境内の何物にも許容できない電磁妨害を導入することなく、その電磁環境内で満足に機能する能力」と定義されています（IEV 161-01-07）。[ 1 ]
EMC（電磁両立性）とは、電磁現象を利用したり、電磁現象に反応したりする様々な機器が、同一の電磁環境下で正しく動作すること、およびあらゆる干渉を回避することを保証するものです。言い換えれば、EMCとは、望ましくない影響を防止するためにEMI（電磁干渉）を制御することです。
EMCは、現象そのものを理解することに加えて、放射による悪影響を防止するために講じるべき対策、例えば制御体制、設計、測定などについても扱う。
EMCは、一般的に電磁干渉（EMI）の制御として理解されています。電磁干渉は、発生源と信号の特性に応じていくつかのカテゴリに分類されます。
この文脈ではしばしば「ノイズ」と呼ばれる干渉源は、人為的なもの（人工的なもの）の場合もあれば、自然なものである場合もある。
連続波（CW）干渉は、特定の周波数範囲から構成されます。このタイプの干渉は、周波数範囲に応じて自然にサブカテゴリに分類され、全体として「直流から昼光まで」と呼ばれることもあります。一般的な分類の一つは、周波数範囲の広がりに応じて、狭帯域と広帯域に分けることです。
電磁パルス（EMP）は、過渡的擾乱とも呼ばれ、短時間のエネルギーパルスです。このエネルギーは通常、広帯域ですが、被災者においては比較的狭帯域の減衰正弦波応答を引き起こすことがよくあります。パルス信号は、大きく分けて孤立した事象と反復的な事象に分類されます。
発生源が干渉波を放出すると、干渉波は結合経路と呼ばれる経路を通って被干渉源に到達します。結合メカニズムには、伝導性、容量性、磁気性（または誘導性）、放射性の4つの基本的な種類があります。あらゆる結合経路は、これらの結合メカニズムの1つ以上が組み合わさって作用するものとして分解できます。
伝導結合は、電源と被電源との間の結合経路が、導電体との直接的な電気的接触によって形成される場合に発生する。
容量結合とは、隣接する2つの導体間に変化する電界が存在し、受信側の導体に電圧変化を誘起する現象である。
誘導結合または磁気結合は、2本の平行な導体間に変化する磁場が存在する場合に発生し、受信側の導体に沿って電圧の変化を誘起する。
放射結合、または電磁結合は、発生源と被発生源が大きな距離で隔てられている場合に発生します。発生源と被発生源は無線アンテナとして機能し、発生源は電磁波を放射し、それが両者の間の空間を伝播して被発生源によって受信されます。
電磁干渉による有害な影響は、多くの技術分野において容認できないリスクをもたらすため、こうした干渉を制御し、リスクを許容できるレベルまで低減する必要がある。
電磁干渉（EMI）の制御と電磁両立性（EMC）の確保は、一連の関連分野から構成される。
脅威によってもたらされるリスクは通常、統計的な性質を持つため、脅威の特性評価や標準設定における作業の多くは、破壊的な電磁干渉の発生確率を許容可能なレベルまで低減することに基づいており、その確実な排除を目指すものではない。
複雑な機器や斬新な機器の場合、上記の手順の適用を要約し、必要な追加文書を明記した専用のEMC制御計画を作成する必要がある場合があります。
問題の特性を把握するには、以下の点を理解する必要がある。
結合経路を遮断する効果は、経路の始点でも終点でも同様に発揮されるため、優れたEMC設計手法の多くの側面は、潜在的な発生源と潜在的な被影響者に等しく適用されます。外部へのエネルギー結合が容易な設計は、同様にエネルギーの流入も容易に引き起こし、影響を受けやすくなります。多くの場合、1つの改善で放射と感受性の両方を低減できます。
接地とシールドは、代替の低インピーダンス経路を提供することで、電磁干渉（EMI）の放出を低減したり、EMIを被災者から遠ざけたりすることを目的としています。その手法には以下が含まれます。
その他の一般的な対策としては、以下のものが挙げられる。
排出量を削減するための追加措置には以下が含まれる。
感染リスクを低減するための追加対策には、以下のものが含まれます。
特定の機器が要求規格を満たしていることを確認するには、試験が必要です。試験は大きくエミッション試験と感受性試験に分けられます。オープンエリア試験サイト（OATS）[ 4 ]は、ほとんどの規格で基準サイトとして使用されています。OATSは、大型機器システムのエミッション試験に特に役立ちます。ただし、物理的なプロトタイプのRF試験は、多くの場合、屋内の専用EMC試験室で行われます。試験室の種類には、無響室、残響室、ギガヘルツ横電磁セル（GTEMセル）などがあります。仮想モデルを試験するために、計算電磁気学シミュレーションが使用されることもあります。すべての適合性試験と同様に、試験室や試験サイト、使用するソフトウェアを含む試験機器が適切に校正され、保守されていることが重要です。通常、特定の機器の一連の試験には、EMC試験計画とフォローアップ試験報告書が必要です。完全な試験プログラムでは、このような文書を複数作成する必要がある場合があります。
放射エミッションは通常、放射電界強度について測定され、必要に応じてケーブルや配線に沿った伝導エミッションも測定されます。誘導性（磁気）電界強度と容量性（電気）電界強度は近接場効果であり、被試験デバイス（DUT）が他の電気機器に近い場所に設置されるように設計されている場合にのみ重要になります。伝導エミッションの場合、一般的なトランスデューサには、LISN（ラインインピーダンス安定化ネットワーク）またはAMN（人工電源ネットワーク）とRF電流クランプがあります。放射エミッションの測定には、アンテナがトランスデューサとして使用されます。指定されている一般的なアンテナには、ダイポール、バイコニカル、ログ周期、ダブルリッジガイド、コニカルログスパイラル設計などがあります。放射エミッションは、DUTの周囲のすべての方向で測定する必要があります。EMC適合性試験には、専用のEMIテストレシーバまたはEMIアナライザが使用されます。これらは、国際EMC規格で指定されている帯域幅と検出器を備えています。 EMI受信機は、スペクトラムアナライザを用いて広帯域（周波数領域）にわたる被測定デバイス（DUT）の放射レベルを測定するもの、あるいは、所望の周波数範囲を掃引する可変狭帯域デバイスを用いるものなどがあります。EMI受信機は、指定されたトランスデューサと組み合わせることで、伝導放射と放射放射の両方の測定に使用できます。プリセレクタフィルタを用いることで、受信機のフロントエンドにおける帯域外の強い信号の影響を低減することも可能です。パルス放射の中には、オシロスコープを用いてパルス波形を時間領域で捉えることで、より効果的に特性評価できるものもあります。
放射電界感受性試験では、通常、高出力のRFまたはEMエネルギー源と、エネルギーを潜在的な被試験物または試験対象デバイス（DUT）に向ける放射アンテナを使用します。伝導電圧および電流感受性試験では、通常、高出力の信号発生器と、試験信号を注入するための電流クランプまたはその他のタイプのトランスを使用します。過渡信号またはEMP信号は、サージ、落雷、スイッチングノイズなどの電力線妨害に対するDUTの耐性をテストするために使用されます。[ 5 ]自動車では、バッテリーと信号線に対して同様のテストが実行されます。[ 6 ] [ 7 ]過渡パルスは、デジタルで生成して広帯域パルス増幅器に通すか、専用のパルス発生器からトランスデューサに直接適用することができます。静電放電試験は、通常、「ESDピストル」と呼ばれるピエゾスパーク発生器を使用して実行されます。落雷や核EMPシミュレーションなどの高エネルギーパルスでは、大きな電流クランプまたはDUTを完全に囲む大きなアンテナが必要になる場合があります。アンテナの中には非常に大型のものもあり、屋外に設置される場合があるため、周囲の環境にEMP（電磁パルス）の危険を引き起こさないよう注意を払う必要がある。
国内外の複数の組織が、各種EMC規格の発行を含め、標準化（調和）に関する国際協力の促進に取り組んでいます。可能な限り、ある組織が策定した規格は、他の組織によってほとんど、あるいは全く変更されることなく採用されます。これは、例えばヨーロッパ各国の規格を調和させるのに役立ちます。
国際標準化団体には以下が含まれます。
主な国内組織としては、以下のようなものがある。
国内基準または国際基準への準拠は、通常、各国が制定した法律によって定められます。国によって、遵守すべき基準は異なる場合があります。
欧州法では、EMCに関するEU指令2014/30/EU（旧指令2004/108/EC）が、欧州連合域内における電気・電子機器の市場投入／使用開始に関する規則を定めています。この指令は、電気・電子機器、システム、設備など、幅広い機器に適用されます。電気・電子機器の製造業者は、義務付けられているCEラベル表示を遵守するためにEMC試験を実施することが推奨されます。詳細はEMC指令一覧に記載されています。EMC指令に基づきOJEUに掲載されている該当する整合規格に準拠することで、EMC指令の対応する必須要件に適合していると推定されます。
2019年、米国は地磁気嵐や高高度核兵器によって引き起こされる電磁パルスから重要インフラを保護するためのプログラムを採用した。 [ 8 ]
