基于FDTD方法的脉冲磁场屏蔽效能研究

为了解决实际工程中存在的线圈隔离问题,利用时域有限差分法对电感线圈的低频脉冲磁场屏蔽 问题进行了建模和分析,研究了在不同的屏蔽材料下对脉冲磁场的屏蔽效果,为解决在实际工程中存在的 线圈隔离问题提供了可靠的理论依据。     

采用FDTD法的计算机机箱屏蔽效能分析

建立计算机机箱物理模型,利用时域有限差分(FDTD)法分析计算机机箱对平面电磁波的屏蔽效能,讨论机箱上缝隙和孔阵对机箱内屏蔽效能的影响.数值计算结果表明:机箱上的缝隙使机箱内距离缝隙较近处屏蔽效能减小,且屏蔽效能随着与缝隙的距离增大而增大.研究结果可用于计算机系统的电磁兼容设计和干扰防护问题.     

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.     

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.     

矩形坑道中金属门屏蔽效能分析

为了研究地下防护工程坑道中金属门对电磁波的屏蔽作用,建立了简化的计算模型,以矩形波导中TE10模和TM11模作为激励模式,运用时域有限差分法计算了金属门的屏蔽效能,分析了门框嵌入岩土介质深度、门缝大小以及贯穿导线对屏蔽效能的影响.结果表明,门框嵌入岩土介质一定的深度,可有效提高屏蔽效能;门缝的存在对屏蔽效能有较大影响,门缝大小变化时对屏蔽效能影响不大;门框外侧的贯穿导线对金属门的屏蔽效能影响非常小,贯穿导线越靠近坑道中央,对屏蔽效能的影响越大.     

钢纤维化纤混纺屏蔽布的屏蔽效能分析

为研究屏蔽布结构和屏蔽效能的关系,进而为电磁屏蔽帐篷的设计提供依据,建立了屏蔽布的简化等效物理模型,采用时域有限差分(FDTD)方法分析计算了单层、双层屏蔽布的屏蔽效能.比较了单层、双层屏蔽布的屏蔽效能的数值计算结果和实测结果,二者吻合较好.计算分析表明,在15 MHz～10 GHz范围内,双层屏蔽布的屏蔽效能明显高于单层屏蔽效能,电磁波斜入射时双层屏蔽布的屏蔽效能略高于垂直入射的屏蔽效能,双层屏蔽布存在灾难性谐振现象.并提出了消除灾难性谐振的具体措施.     

低频磁场屏蔽问题简述

研究发现,以低频磁场为表现形式的电磁辐射的危害相当严重,如何解决好低频磁场的屏蔽问题是一个很重要的课题。低频磁场屏蔽是磁场屏蔽的一个重要分支,本文主要从相关概念、屏蔽材料、屏蔽机理、屏蔽问题计算方法以及低频磁场屏蔽的应用等五个方面来描述低频磁场屏蔽问题。     

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。     

金属网屏蔽笼屏蔽效能的计算模型及方法

为了研究金属网状屏蔽体屏蔽雷电冲击磁场的屏蔽效能,考虑到雷电波在波头部分的波长远大于一般屏蔽体的尺寸,可用电路方法求解,因此采用回路电流法计算金属网屏蔽体的屏蔽效能。根据场源的对称性,提出将立方形网状屏蔽体简化为圆柱形同轴圆环的计算方法。此算法实现了在微机上对密网孔大体积的屏蔽体的暂态屏蔽效能进行计算。其计算结果与实测值是吻合的。     

多层金属板低频磁屏蔽效能的理论模型与特性分析

针对多层无限大金属板对圆环线圈磁屏蔽问题,通过分离变量法严格求解麦克斯韦方程组,推出多层板磁屏蔽效能的解析公式,并对其进行编程计算。将多层板屏蔽效能计算公式取特殊值简化成单层板,得到的结果与Moser单层板屏蔽效能公式一致。分析多层板位置、多层板顺序以及板间空隙对屏蔽效能的影响。结果表明,当金属板的厚度、顺序以及圆环线圈和观测点位置不变时,屏蔽效能与多层板位置无关。当圆环线圈、金属板及观测点位置不变时,颠倒板的顺序不影响屏蔽效能。频率低于10 kHz时多层板空隙对屏蔽效能的影响较小,频率高于10 kHz时多层板屏蔽效能随空隙的增大而增大。     

基于时域有限差分法计算共面波导的特性阻抗

使用时域有限差分法计算共面波导的特性阻抗．比较了全空间和半空间两种FDTD计算模型,并给出了全空间模型的计算结果．与文献中用半空间模型计算得出的结果以及实际测试结果作比较,取得了良好的一致性．     

屏蔽效能的工程计算

基于EMC的基本要求，针对工程上电磁屏蔽效能的繁杂运算，研究了电磁薄膜屏蔽的工程算法。结合屏蔽体吸收损耗（ABL）、反射损耗（RBL）和多重反射损耗修正因子（MUR）的推论过程，在电磁场理论、传输线理论和涡流屏蔽效应的基础上，总结了一些工程算法，极大地方便了电磁兼容技术的工程应用和实践。     

GTEM小室交叉极化特性及三维场均匀性FDTD分析

采用时域有限差分法评价了1 GHz以内吉赫兹横电磁波(GTEM)小室的交叉极化特性和三维场均匀性.根据IEC 61000-4-20标准,采用9点网格法分别对测试区的1/3和1/2内导体高度区的场分布特性进行了宽频带分析,并以测试区中心截面的名义场强为参考评估了沿纵向的场均匀性.计算结果表明:在1/3内导体高度区,三维场均匀性满足6 dB限制,但工作频率超过一定频带后,交叉极化分量满足小于主分量6 dB要求较为困难;随频率和测试区的增大,交叉极化特性和场均匀性下降,但较易满足放松要求.经实验证实计算结果准确可靠.     

基于Vector Fitting的金属薄壳电磁脉冲屏蔽效能的计算

金属薄壳电磁脉冲屏蔽效能的计算是电磁兼容研究的基础。为评估金属薄壳电磁脉冲瞬态屏蔽效能,该文提出了一种任意波形激励情况下金属薄壳电磁脉冲时域响应的快速计算方法。该方法将金属薄壳频域屏蔽效能转移函数拟合为有理函数,根据拉氏逆变换性质,得到金属薄壳脉冲时域响应指数叠加的形式,从而采用递归卷积计算任意波形激励时金属薄壳的暂态屏蔽效能。该方法直接在时域内计算,避免了基于FFT(FastFourierTransformation)算法的时域频域转换;同时,采用递归卷积分格式,极大地提高了计算效率。通过与近似公式比较,证明了该方法比近似公式更为准确,计算速度更快。     

用FDTD法计算部分介质填充波导的截止频率

给出用时域有限差分（FDTD）方法计算电磁场问题的差分格式，详细介绍了FDTD法分析介质填充波导截止频率的计算过程。实例计算了空心矩形波导的截止频率，并与理论值进行比较；计算了填充部分介质时矩形波导和双脊波导的截止频率，获得了三脊波导的归一化截止频率谱图，给出填充不同介质时各主模式的截止频率。     

高效分裂平面波FDTD方法研究

文章针对二维TMz模提出了一种新的基于分裂场思想的FDTD平面波源高效引入方法:分裂平面波FDTD法(SP-FDTD),该方法从根本上消除了插值及相速不匹配带来的误差;通过对不同入射角度的正弦平面波源及高斯脉冲波源的泄漏测试,结果表明SP-FDTD可以实现完美的总场/散射场分离,使得泄露降至-340dB的水平;另外,SP-FDTD方法可以推广至三维及高阶FDTD情形,这也是本文所提方法的优势。     

托卡马克垂直场线圈磁场及电感系数的计算

使用椭圆函数积分的方法,建立了托卡马克垂直场线圈系统产生的磁场及电感系数计算的理论模型;使用Fortran语言编制了计算机代码,以ASDEX-U托卡马克垂直场线圈参数为例,计算了磁场分布和线圈系统的电感系数。     

托卡马克垂直场线圈磁场及电感系数的计算

使用椭圆函数积分的方法，建立了托卡马克垂直场线圈系统产生的磁场及电感系数计算的理论模型；使用Fortran语言编制了计算机代码，以ASDEX—U托卡马克垂直场线圈参数为例，计算了磁场分布和线圈系统的电感系数。