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.     

利用扩展TLM研究内置带孔隔板结构的箱体屏蔽效能

基于扩展的传输线方法,对内置带孔金属隔板的带缝箱体,建立了平面波照射下腔体屏蔽效能的等效电路模型,推导出屏蔽效能的计算公式,屏蔽效能的计算结果与CST软件仿真结果进行对比,验证了扩展的传输线方法计算的可行性.分析了金属隔板上圆孔的尺寸及位置对电场屏蔽效能的影响,以及金属隔板的位置对测试点的屏蔽效能的影响,结果表明圆孔直径越小,位置离开隔板中心的距离越大,屏蔽效能越高,谐振频率向下偏移量越大;隔板位置的变化会造成箱体谐振频率的偏移,隔板距离孔缝面越近,谐振频率向上偏移且偏移量越大.基于单缝单孔的箱体,对含有多缝多孔的复杂箱体进行分析,结果表明增加孔和缝的数量会使屏蔽效能增大,孔数量的改变也会使谐振频率产生偏移.     

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。     

孔缝对航空器电子设备舱屏蔽效能的影响

本文应用全域基函数表示缝隙场技术的矩量法分析计算矩形屏蔽体的屏蔽效能,基于缝隙切向电磁场连续条件,通过求解腔体格林函数得到屏蔽体内部场强。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真,得出的结论与已有文献和实验结果吻合良好,验证了该算法的准确性和计算效率。仿真结果表明:孔缝的形状、入射波极化方向和屏蔽体内不同计算点等因素对屏蔽效能影响很大。通过数值仿真得出的规律性结论有利于指导屏蔽体孔缝形状的设计以及敏感器件和设备的合理布局,因此屏蔽效能的仿真分析在民用航空电子系统防护高强度辐射场的工作中具有重要的指导意义。     

线缆孔洞对车辆电子设备屏蔽效能分析

强电磁脉冲通过线缆孔洞耦合进入电子设备屏蔽腔, 对作用范围内的电子产品会造成巨大的破坏效应。针对这一问题, 采用传输线法分析各种线缆孔洞对电子设备腔体屏蔽效能的影响, 并首次将其应用于某类型车辆中, 为车辆内部电子系统的防护提供了理论参考。实验结果表明, 在车辆不规则的腔体电磁脉冲情况未知的条件下, 采用矩形屏蔽腔体圆形线缆孔洞可提高车辆电子设备的屏蔽效能。     

带孔缝腔体电磁脉冲屏蔽效能的TDFEM分析

利用时域有限元方法(TDFEM)对超宽带(UWB)电磁脉冲照射下带孔缝金属腔体的屏蔽效能(SE)进行分析。将总场-散射场划分技术中的体激励法(VETSFD)应用到TDFEM中,采用一维FDTD随时间逐步推进获得总场区的入射波,从而得到所关心区域的瞬态场响应及其频谱特性。仿真分析了UWB电磁脉冲对不同结构孔缝的耦合效应,根据其频谱特性分析影响腔体屏蔽效能的因素,并对孔缝处加载介质材料的情况进行了探讨。仿真结果为电磁脉冲环境下电子设备机箱的设计和电磁防护提供了理论指导。     

电子设备的电磁屏蔽设计与技术探讨

信息化发展迅速的今天,电子设备产品广泛应用于人们的生活、工作之中。电子设备的电磁屏蔽显得尤为重要。首先介绍电子设备的屏蔽效能、屏蔽分类,然后分析电磁屏蔽机理,最后阐述了孔缝泄漏对电磁泄漏的重要性。     

带孔金属腔屏蔽性能的传输线法研究

应用一种新颖的传输线方法对两端开孔的矩形金属腔体的电磁屏蔽性能进行了研究.模拟发现,传输线方法预测的屏蔽结果与用FDTD方法模拟的结果能够比较好地符合.说明用传输线法模拟复杂腔体的电磁屏蔽性有效.     

双屏蔽层屏蔽效能分析及其设计应用

针对电磁敏感设备或电磁发射源设备降低EMI影响的常常采用的双层屏蔽措施有效性问题,通过双屏蔽层屏蔽效能分析,结合产品电磁兼容设计需求,对双层盖板屏蔽应用的有效性及其合理性提出了部分产品设计参考意见。     

屏蔽方舱电源/信号孔口及转接壁盒

由于对方舱屏蔽性能要求越来越高,电源/信号孔口及转接壁盒的设计和安装成为屏蔽方舱设计和加工的关键环节.总结了电源/信号孔口及转接壁盒的功能作用和对方舱屏蔽性能的影响,阐述了电源/信号孔口及转接壁盒的设计原则,以及通过结构设计消除间隙增强电连续性以保证方舱屏蔽效能满足要求的方法.方舱屏蔽效能测试和系统电磁兼容试验结果表明,电源/信号孔口及转接壁盒的结构设计满足方舱和系统屏蔽性能要求.     

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.     

采用宽带同轴装置的材料屏蔽效能测试

为满足现代电子设备高频段检测的需求,研制了一种平面材料屏蔽效能宽带同轴测试装置。通过改变同轴内外径大小,将同轴装置的上限测试频率提高到了6.3 GHz,应用该装置对平面屏蔽材料进行了屏蔽效能频域测试,并与实验室1.6GHz同轴测试装置进行了对比,宽带同轴装置的测试曲线更加趋于"平坦"。对银纤维材料的屏蔽效能进行了测试,表明该装置的测试结果更加逼近于材料实际的屏蔽效能。实验结果表明该装置不仅具有良好的低频性能,同时也提高了测试上限频率,可较为准确地测试导电布,导电膜等电薄材料的屏蔽效能,为评价材料电磁防护能力提供了更为可靠的手段。     

一种输电线路故障测距模型的分析与研究

文章对一种输电线路常见的两端电源单回线故障测距模型进行原理分析,根据数据来源不同比较了单端测距法和双端测距法这两种不同的算法,并用对称分量法进行分析和研究,阐述了它们的算法实现。结论表明,此两种算法均可有效消除过渡电阻对测距精度的影响,且各有优缺点,可视具体情况选择其中一种。     

血管传输线模型的研究

在血管传输线模型的基础上，假设并证实了多普勒信号的最大频率曲线的形状和血管内血流量曲线相似的观点，给出了一种确定这两者间的比例常数的方法，并且根据这一观点，利用血管传输线模型对子宫动脉的正常生理状况和病变时的情况作了解释，最后提出在临床上应用这种模型的设想。     

功率吸收钳法与线注入法电缆屏蔽性能测试对比分析

为分析功率吸收钳法和线注入法电缆屏蔽效能测试方法的可比较性,进行了2种测试方法测试结果关系的推导与分析.介绍了功率吸收钳法和线注入法电缆屏蔽性能测试的原理,推导了表征电缆屏蔽性能的屏蔽衰减与转移阻抗两参数间的关系,利用该关系进行功率吸收钳法和线注入法电缆屏蔽性能测试数据比较分析,结果表明:截止频率以下,由于线注入法受试电缆为电短,屏蔽衰减与电缆长度相关,2种测试方法测试结果不一致;截止频率以上,线注入法与功率吸收钳法受试电缆均为电长,测试结果一致.功率吸收钳法和线注入法测试结果相互关联,2种测试方法具有可比较性.     

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.     

考虑传输线效应的时钟线网动态功耗模型

针对传递时钟信号的树型互连线网,提出了一种考虑传输线效应的动态功耗模型。在该模型中,时钟线网的每个分支互连线都采用了传输线模型,其系统输入导纳函数的计算采用了基于傅里叶级数分析的快速迭代算法。在此迭代算法基础上,根据帕斯瓦尔定理,该模型用有限阶傅里叶级数项逼近时钟线网的动态功耗。模型的精度随所取项数的增加而增加,模型的时间复杂度与项数以及时钟线网的分支数成正比。实验表明,有5项傅里叶级数逼近的模型误差小于5%,效率远高于集成电路仿真程序（SPICE）。     

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。     

爆炸震动下钢板屏蔽室动力特性及屏蔽效能实验

为研究钢板屏蔽室在爆炸震动条件下的综合性能,通过野外埋设TNT炸药爆炸震动实验,研究了爆炸震动下焊接式和拼装式钢板屏蔽室的动力特性和屏蔽效能。实验结果表明,焊接式钢板屏蔽室结构强度高、刚度大、变形小,屏蔽效能下降较少;拼装式屏蔽室结构强度较低、刚度较小、变形较大,在爆炸震动加速度达到70～80 m/s2时,出现局部钢板塑性变形、部分锡焊点脱焊等局部损伤现象,使屏蔽效能显著下降。因此,防护工程中使用的屏蔽设施应当加强结构的抗震性能或对屏蔽设施采用减震措施。     

地下金属管网电磁屏蔽计算的通用模型

为分析电力线路附近地下金属管网对通信线路的电磁屏蔽作用 ,给出了同时考虑电力线路与金属管网的感性耦合和阻性耦合作用时地下金属管网电磁屏蔽计算的通用模型。该模型基于传输线理论 ,将管线等值为有源二端口网络 ,以端口电压为未知量建立方程组 ,可求得管网的电压和电流分布 ,从而可计算金属管网对通信线路的电磁屏蔽作用。由于二端口网络参数可解析计算 ,同时未知量仅为管网分叉点和端点处的端口电压 ,因此 ,该模型具有计算规模小、计算效率高的特点。该模型对电力线路和通信线路的走廊选取与设计具有指导意义