腔體結(jié)構(gòu)電磁屏蔽特性解析計(jì)算方法研究
本文選題:電磁屏蔽 切入點(diǎn):屏蔽腔 出處:《電子科技大學(xué)》2017年博士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:面對(duì)日益復(fù)雜的電磁環(huán)境,電子電氣產(chǎn)品的電磁兼容變得越來(lái)越重要。電磁屏蔽作為電磁兼容的重要手段,不可避免成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為快速、準(zhǔn)確計(jì)算腔體結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽特性,本文對(duì)開(kāi)孔屏蔽腔屏蔽效能、開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)傳輸線負(fù)載電磁干擾以及開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)電磁諧振的計(jì)算與預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,以為腔體結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)部分:(1)Robinson解析算法的修正與擴(kuò)展研究由于Robinson算法在電小孔和較大孔情況下存在較大誤差,基于傳輸線矩陣(transmission line matrix,TLM)法,修正了孔腔耦合因子,推導(dǎo)出一種在電小孔和較大孔情況下具有較高精度的Robinson修正算法。針對(duì)Robinson算法只能處理中心孔和中線上TE10模傳播的不足,基于導(dǎo)行波理論,引入電壓響應(yīng)的分量形式以及包含高次模影響的開(kāi)孔位置系數(shù),推導(dǎo)出一種能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)任意位置開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)任意點(diǎn)屏蔽效能和高階諧振的Robinson擴(kuò)展算法。最后利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與TLM法對(duì)兩種新的解析算法進(jìn)行了驗(yàn)證。(2)開(kāi)孔非連續(xù)屏蔽腔屏蔽效能的解析算法研究為分析具有階梯、開(kāi)孔金屬隔板以及帶金屬外殼設(shè)備等非連續(xù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔屏蔽腔的屏蔽效能,首先基于波導(dǎo)理論和等效電路原理,建立屏蔽腔的等效電路,然后基于微波電路理論,推導(dǎo)開(kāi)孔以及腔內(nèi)非連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的等效電路的散射矩陣,最后基于傳輸線網(wǎng)絡(luò)BLT(Baum-Liu-Tesche)矩陣方程,推導(dǎo)出一種能夠快速預(yù)測(cè)開(kāi)孔非連續(xù)屏蔽腔屏蔽效能的解析計(jì)算方法,并基于該算法和TLM法分析了非連續(xù)結(jié)構(gòu)對(duì)腔體屏蔽效能以及電磁諧振的影響。(3)開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)傳輸線負(fù)載電磁干擾的解析算法研究外界電磁場(chǎng)通過(guò)開(kāi)孔與腔內(nèi)線纜的耦合問(wèn)題比較復(fù)雜,分析難度大。針對(duì)這一問(wèn)題,基于電磁拓?fù)?electromagnetic topology,EMT)理論,將耦合問(wèn)題分解為兩個(gè)獨(dú)立的子問(wèn)題:孔腔耦合問(wèn)題和場(chǎng)線耦合問(wèn)題,然后利用等效電路法求解孔腔耦合問(wèn)題中的耦合電場(chǎng),再利用求得的耦合電場(chǎng)與Agrawal形式的場(chǎng)線耦合BLT方程求解傳輸線負(fù)載所受的電磁干擾,最終推導(dǎo)出一種能快速計(jì)算開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)傳輸線負(fù)載所受電磁干擾的解析算法。(4)開(kāi)孔屏蔽腔電磁諧振模式的預(yù)測(cè)方法研究開(kāi)孔屏蔽腔的電磁諧振特性受孔縫參數(shù)和孔腔耦合作用的影響。首先利用TLM法和等效電路法分析開(kāi)孔尺寸對(duì)屏蔽腔電磁諧振的影響規(guī)律;然后針對(duì)電小孔,基于波導(dǎo)激勵(lì)原理,推導(dǎo)屏蔽腔內(nèi)被激勵(lì)諧振模式與開(kāi)孔位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并進(jìn)一步擴(kuò)展到孔陣情況;最后,基于前兩點(diǎn)研究的結(jié)論,提出一種基于孔位置與分布的屏蔽腔諧振模式快速預(yù)測(cè)方法。在TLM仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證基礎(chǔ)上,給出了一些可用于指導(dǎo)開(kāi)孔屏蔽腔設(shè)計(jì)的結(jié)論。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:(1)預(yù)測(cè)開(kāi)孔屏蔽腔屏蔽效能的解析計(jì)算方法的提出提出的Robinson修正算法修正了Robinson原算法中的孔腔耦合因子,極大地提高了原算法對(duì)電小孔和較大孔情況的計(jì)算精度。提出的Robinson擴(kuò)展算法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)任意位置開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi),任意點(diǎn)的屏蔽效能以及包括TMmn0在內(nèi)的高階諧振,極大地?cái)U(kuò)展了Robinson原算法的應(yīng)用范圍。提出的快速預(yù)測(cè)具有階梯、內(nèi)部金屬隔板或帶金屬外殼設(shè)備等非連續(xù)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔屏蔽腔屏蔽效能的解析算法,擴(kuò)展了解析算法的分析范圍,比傳統(tǒng)的等效電路模型更易于計(jì)算機(jī)的建模和求解。(2)屏蔽腔內(nèi)傳輸線負(fù)載所受電磁干擾的解析算法的提出該解析算法利用等效電路法計(jì)算外界平面波通過(guò)開(kāi)孔耦合進(jìn)屏蔽腔內(nèi)的電場(chǎng)分布,具有不錯(cuò)的計(jì)算精度,相比于其他數(shù)值法或者半解析法,該算法具有更高的計(jì)算效率。此外,該算法還可用于任意入射與極化平面波輻照下,任意位置開(kāi)孔屏蔽腔內(nèi)任意點(diǎn)處的屏蔽效能計(jì)算。(3)基于孔位置與分布的屏蔽腔諧振模式快速預(yù)測(cè)方法的提出該預(yù)測(cè)方法給出了電小孔的位置或分布與屏蔽腔內(nèi)被激勵(lì)諧振模式的對(duì)應(yīng)關(guān)系,只需根據(jù)二者的對(duì)應(yīng)關(guān)系就可以快速獲得腔內(nèi)被激勵(lì)的諧振模式,因此,通過(guò)對(duì)電小孔位置或分布的設(shè)計(jì)可以輕易地避開(kāi)某些諧振模式,提高屏蔽效能,這對(duì)開(kāi)孔屏蔽腔的設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TN03
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1560402
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