金属波导对电子设备电磁效应的影响

为减少电子设备中通风散热孔洞耦合的电磁干扰,采用金属波导来屏蔽孔洞.从干扰源的种类、波导长度、波导形状3方面研究金属波导对电子设备中心点处电场与屏蔽效能的影响.UWB对金属腔体的影响最大,快速HEMP对腔体的影响最小;增加矩形波导长度,有利于抑制低频段电磁干扰;圆形波导和方形波导对干扰源的抑制能力较强.研究结果能为电子设备的电磁防护提供理论参考,指导工程防护设计,具有重要的应用价值.     

机箱通风孔屏蔽效能仿真研究

随着系统时钟的频率不断提高,目前许多产品的内部工作频率已经达到了数十吉赫兹。为了改善产品的电磁屏蔽性能,大多数产品使用了金属机箱来屏蔽。考虑到散热性能,金属机箱上必须要有一些通风孔。该文用全波仿真软件CST仿真分析了在1~10 GHz频率范围内,机箱面板上不同形状通风孔的屏蔽性能。比较了相同出风面积下,不同孔洞形状对屏蔽效能的影响。从而可以在满足通风散热的要求下,快捷地设计出电磁屏蔽性能较好的通风孔形状。     

复杂电磁环境下带孔缝机箱的屏蔽效能

用混响室技术模拟复杂电磁环境,研究复杂电磁环境下带孔缝机箱壳体的屏蔽效能.分别研究了孔洞面积、孔洞形状、孔洞面积一定时孔洞数量对开孔屏蔽箱体屏蔽效能的影响.研究表明:在100~800MHz频段,随着频率的升高,箱体屏蔽效能下降;随着孔洞面积的增大,屏蔽效能下降;孔洞面积相同时,开圆形孔洞比开方形孔洞屏蔽效能高;孔洞面积一定时,孔洞数量越多,壳体屏蔽效能越高;另外,在400,600MHz 2个频点屏蔽壳体发生谐振,壳体屏蔽效能显著降低.     

基于FDTD的孔缝金属箱屏蔽效能分析

为了分析与解决复杂平台上的天线与其周围指挥舱等金属结构之间的电磁干扰问题,以期将天线对指挥舱内的电子设备的干扰降到最小.应用时域有限差分算法计算了2根振子天线辐射下带孔缝金属箱子的屏蔽效能.通过计算金属箱内部一点的电场强度和频谱特性,研究了形状不同、尺寸不同、面积相同和数目不同等窗口状态对带孔缝金属箱的屏蔽效能的影响,得出了提高带孔缝金属箱的屏蔽效能的一些方法手段.能有效解决工作于车、船和飞机等复杂电磁环境的天线干扰其周围指挥舱等金属结构内电子设备的电磁问题.     

带孔缝箱体电磁屏蔽效能的研究

随着无线通信技术的普及与应用、电子产品高频化、数字化、小型化的发展趋势,使得电子设备间的电磁屏蔽问题更加突出。屏蔽箱技术是行之有效的屏蔽方法,然而,实际中常用于散热、过电缆等的功能性孔或孔阵必然造成电磁泄漏。因此,现今对影响电磁屏蔽效能的相关因素的研究和分析提出了更高的科学性。在简要介绍了电磁屏蔽效能的计算方法的基础上,针对带孔缝箱体内电磁场,详细分析了使用电磁仿真软件HFSS计算其电磁屏蔽效能的方法及结果。得出了一般性结论:箱内与孔缝距离不同的点,距离孔缝越远,屏蔽效能越好;屏蔽效能圆形孔缝和正方形孔缝大小相仿,三角形孔缝位列次席,而长方形则居于末位;孔缝越小,屏蔽效能越好;长方形孔缝的长短边的比值越小,箱体屏蔽效能越好;孔阵间距越小,屏蔽效能越好;开孔数量越多,屏蔽效能越好。     

复合能源电动汽车直流变换器电磁屏蔽优化

为了改善复合能源电动汽车电气设备工作时的电磁环境,降低直流变换器高频率开关管产生的强电磁干扰,提高整车电磁兼容特性,采用理论分析和仿真运算的方法,分析了直流变换器箱体模型特点、孔洞天线效应及表面屏蔽效能,优化了屏蔽箱体孔缝接口连接器及其布局方法,仿真验证了改进后的箱体屏蔽效果。结果表明:弯折的接口连接器引脚阵和交错布置方法降低了箱体对外的电磁干扰.研究结论为改善直流变换器箱体电磁兼容性提供了一种有效的实施方法,并提供了理论支持.     

基于电磁拓扑理论的多孔缝场线耦合分析

为了使电子系统在复杂电磁环境中可以正常工作,通常要对电子系统进行屏蔽处理。但是在屏蔽墙表面不可避免的要开一些小孔,用于通风或者散热等用途,因此出现了多孔屏蔽的问题。基于电磁拓扑理论,分析了位于多孔屏蔽墙后传输线终端对外界电磁波入射的响应。采用偶极子等效原理处理孔缝问题,利用基于Agrawal模型的扩展BLT(Baum-Liu-Tesche)方程给出屏蔽墙后传输线终端感应电流的计算公式。最后计算结果表明:开孔屏蔽层对外界电磁波有明显的屏蔽作用,且屏蔽层上的开孔位置和开孔数量会直接影响传输线的终端响应。     

BLT方程在箱体屏蔽效能分析中的应用

根据Robinson算法和电磁拓扑理论,提出了一种基于BLT方程的有孔箱体屏蔽效能分析方法,介绍了BLT方程的基本原理,推导出了描述孔缝耦合的BLT方程,建立了屏蔽箱体、孔逢、入射波等参数与屏蔽效能的函数关系,并扩展到偏心孔以及任意极化角的情形,分析了孔缝形状、尺寸以及观测点位置等对屏蔽效能的影响。在0~1GHz范围,对中心开孔箱体的屏蔽效能进行仿真,并与CST仿真结果进行对比,验证了方法效性,数值计算结果表明:文中算法不仅能够准确的描述出箱体屏蔽效能随入射波频率的变化关系,而且能有效地估算出屏蔽箱体的谐振频率。     

用FDTD法分析开孔金属板的屏蔽效能

电子电气设备上的通风孔通常会成为机箱内部电磁能量耦合到外部去的通道,这些耦合出去的能量会成为电磁干扰,所以需要研究开孔金属板的屏蔽效能(SE).本文采用的是数值建模和实验结果进行比较的方法,时域有限差分法(FDTD)是一种优良的数值电磁场计算方法.本文应用它作为核心算法,对系列实验建立了仿真模型.仿真模型的运算结果和实验数据进行了比较,两者吻合得很好,证明了本文建模的成功.对比较结果的分析,进一步揭示了金属板上开孔的大小、形状、数目以及金属板厚度等各因素对屏蔽效能的影响,一些经验性的推论可供实际设计参考.     

有孔箱体屏蔽效能的多模传输线法分析

通过对有孔箱体屏蔽效能的传输线解析计算法进行扩展,得到可计及箱体内高次模传输的多模传输线模型,运用三维电磁场仿真软件HFSS(high frequency structure simulator)进行了有效性验证。应用得到的多模传输线模型,分析了箱体内不同位置处高次模对屏蔽效能的影响。计算结果表明：宽频域上,高次模对屏蔽效能的影响不可忽略;在1 GHz以下,越靠近箱体的开孔,高次模影响越大;在近孔处,高次模会引起某些频段上屏蔽效能的提升。因此,只有综合考虑多种传输模式才能准确反应宽频域上和近孔处的屏蔽效能。     

基于电磁参数的多层电磁波屏蔽涂料研究

在分析改性碳纤维和镍粉的复介电常数和复磁导率的基础上,进行复合电磁屏蔽涂层结构的设计,以实现频率小于1.5GHz的电磁波屏蔽效能的提高.制备了改性碳纤维/丙烯酸酯类树脂和镍粉/丙烯酸酯类树脂的电磁屏蔽涂料.实验表明:对填料基本电磁参数的分析能优化多层屏蔽涂层的设计,依据电磁参数来调整各层屏蔽涂料所用填料,可实现逐层阻抗匹配和提高屏蔽效能.在频率小于1.5GHz的低频区域,多层屏蔽涂层的最大电磁屏蔽效能可达30.5dB,相对单层屏蔽涂层,提高了5.31dB.       

电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的性能研究

【目的】基于叠层型电磁屏蔽结构模型,将电磁屏蔽碳毡与杨木单板叠层复合制备抗电磁干扰的电磁屏蔽胶合板。研究了电磁屏蔽碳毡的碳纤维填充量对该胶合板的电磁屏蔽性能与胶合性能的影响, 进而探究双层叠层型电磁屏蔽结构模型的可行性。【方法】采用同轴测试方法和抗剪实验分别测试了电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的电磁屏蔽性能和胶合性能,通过微观结构表征分析了碳纤维在电磁屏蔽碳毡内的网络搭接状况。【结果】当碳纤维填充量达到25 g/m²时,电磁屏蔽碳毡内开始形成“三维电磁屏蔽网络”。电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的屏蔽效能随着碳纤维填充量的增加而逐渐增大; 当碳纤维填充量为120 g/m²时, 双层电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的屏蔽效能为52.61～68.37 dB(100 kHz～1.5 GHz),达到中等屏蔽效果(60～90 dB)。在碳纤维填充量相同的条件下,双层电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的屏蔽性能优于单层电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板; 前者的电磁屏蔽优势随着碳纤维填充量与测试频率的增加而逐渐减小。此外,双层电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的胶合强度大于单层电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的胶合强度。电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的胶合强度大于GB/T 9846.3—2004 Ⅰ类胶合板标准所规定的杨木单板最低胶合强度值(0.7 MPa)。【结论】电磁屏蔽碳毡的双层叠层复合有效提高了电磁屏蔽碳毡叠层型胶合板的电磁屏蔽性能和胶合性能,证实了双层叠层型电磁屏蔽结构模型的可行性。     

通信设备机箱电磁兼容设计

基于通信设备在复杂电磁环境中实现电磁兼容的目的,利用电磁屏蔽原理提高通信设备抑制电磁干扰的能力,通过分析通信设备对机箱的设计要求,得出了通信设备机箱屏蔽设计包括机箱材料选择和保证屏蔽完整性两方面的结论,并进一步给出了通信设备机箱结构上关于盖板、通风孔、导线穿透和开口、缝隙处理等方面电磁屏蔽设计的方法和技术措施。     

金属栅格和透明导电膜混合结构的设计及电磁屏蔽效能分析

为了实现可视化的电磁屏蔽,提出了一种金属栅格和透明导电薄膜混合的平面屏蔽结构。该屏蔽结构由金属栅格、透明导电膜和玻璃组成。金属栅格屏蔽层栅格边长为4 mm,具有良好的可视性。在金属栅格与玻璃之间引入一层透明导电薄膜结构,使透过的电磁波能够在导电膜与金属栅格之间进行多次反射和吸收,从而提高了其电磁屏蔽效能。该结构可应用于大功率电磁环境。在2.45 GHz时,屏蔽效能达到24.1 dB。其屏蔽效果优于普通金属栅格的屏蔽结构,并且具有更好的可视性。该屏蔽结构便于加工,在电磁屏蔽可视窗等领域具有潜在的应用价值。     

基于FDTD的孔缝阵腔体屏蔽效能研究

电子仪器的屏蔽腔体由于散热、通信的需要往往有大量的孔缝。本文介绍了分析屏蔽腔体的电磁泄漏和对外界电磁辐射的屏蔽效能的模型。利用这两种模型,基于时域有限差分(FDTD)算法,分别计算了带有孔阵列的金属屏蔽腔体的电磁泄漏和在外界高斯脉冲照射下的电磁屏蔽效能。通过对总面积相等的不同类型孔阵列的仿真计算结果的对比,得出圆形孔阵列具有最好的屏蔽效果。对于总面积相等的同类型孔阵列的计算结果表明,孔的尺寸越小,其阻止电磁泄漏和对外界电磁辐射的屏蔽能力越强。通过计算,还分析了双层孔阵列的屏蔽效能以及层间距对屏蔽效能的影响。     

铜系水性丙烯酸电磁屏蔽涂料的制备

研制了一种以丙烯酸树脂乳液为基料、自制铜粉为导电填料的水性电磁屏蔽涂料,结果表明:当铜粉加入量为65%、漆膜厚度为125μm时,该涂料的表面电阻率为0.04?/cm2,在200 kHz～300 GHz频段范围内的电磁屏蔽效能最低为71 db.     

车载移动卫星通信系统电磁屏蔽研究

为了减少外界电磁脉冲对车载移动卫星通信系统的电磁损伤,通过设置带孔缝的屏蔽腔体对系统内部各组件进行电磁防护。应用传输线理论,将带孔缝的屏蔽腔体建模成传输线,腔体内部的PCB板建模成特殊的传输层,求解出腔体内任意点的屏蔽效能。仿真结果表明：本文所建模型可以很好地拟合实验数据,验证了本文模型的准确性,很好地解决了运算速度与精确度之间的矛盾。模型给出了电磁脉冲入射角、极化角、腔体和孔缝尺寸等对屏蔽效能的影响,为工程实践中进行电磁屏蔽提供了很好的理论基础。     

车载通信同轴电缆及连接器屏蔽效能研究

为探究同轴电缆屏蔽效能的影响因素，基于屏蔽衰减的三同轴法搭建测试台，评估车载通信同轴电缆及连接器的屏蔽效能.试验研究了同轴电缆屏蔽层、末端连接器和分段对屏蔽效能的影响，并获得0.1 MHz~3 GHz内的屏蔽效能测试数据.分析结果表明，对于车载通信同轴电缆RG174系列，双层屏蔽比单层屏蔽的屏蔽效能高10~15 dB，电缆分段及末端连接器均会降低其屏蔽效能，带有末端连接器且分段的电缆屏蔽效能降低更明显，降幅可达10 dB，并且末端连接器会改变电缆的截止频率.研究结果可用于指导车载通信同轴电缆的选用及分段布局设计，解决车载通信设备在电缆及其连接部位的电磁发射和受扰等电磁兼容问题.     

通风措施对于改善高桩码头上部结构耐久性的模拟分析

考虑到近海地区形成的盐雾易于在高桩梁板式码头的梁格空间内聚集,码头上部结构面临严重的大气区锈蚀风险,为从源头上降低锈蚀风险,基于优化结构物通风的思想,运用数值模拟方法构建了多组自然通风和单独设置风道的辅助通风模型模拟实际高桩码头梁格空间流场变化。结果表明,在自然通风组中当遮挡比为1.15时,梁格空间内自然通风形成的流场扰动最弱;针对处于这种不利情况下的码头结构,提出3种辅助通风措施(梁上开孔法、板上开孔法、联合开孔法),对其效果进行了对比。3种措施的开孔半径对梁格内部的空气流通特性变化趋势影响不大;孔径变小会大大降低梁格进风口区域空气的风速;结合施工难度和成本综合分析得知,板上开孔方案最优。     

低频宽脉冲电场作用下钢筋笼结构的时域峰值屏蔽效能

针对低频宽脉冲电场的高能量电磁环境，研究了防护工程中钢筋笼结构的时域耦合响应和峰值屏蔽效能规律，为地面核爆辐射区域敏感电子设备的正常运行提供有效参考。采用多组不同上升沿的宽脉冲模拟激励源，结合频域矩量法和Fourier逆变换，给出了有效且计算耗时较短的宽脉冲时域耦合计算方案，并对10种不同结构的钢筋笼在不同脉冲辐射下的瞬态耦合响应进行了计算。分析了时域峰值屏蔽效能的规律，并给出了实验测量结果进行验证，为难以开展的钢筋笼屏蔽实验提供了有效和简单的计算方案，同时，给出了部分钢筋笼的电场时域峰值屏蔽效能。结果表明，相比增加钢筋直径和钢筋笼大小，增加钢筋笼的层数和减小钢筋网孔的尺寸可以更加有效地防止低频宽脉冲电场耦合进入钢筋笼内部；另外，钢筋笼内部的时域响应较为均匀，达到了区域性的有效电场电磁防护。