电控撬用电磁屏蔽材料屏蔽特性实验

为减少天然气集气站场电控撬内强弱电系统电磁干扰,保证其控制系统安全可靠运行,采用实验方法,测试分析了用于电控撬的铁丝网、铝箔防辐射胶带及防辐射布料的屏蔽效能.实验结果表明:电磁屏蔽材料的屏蔽效能受干扰电磁波辐射距离的影响较小,而受电磁波频率的影响较大;铁丝网、铝箔防辐射胶带和防辐射布料的电磁屏蔽效能,随干扰电磁波频率增大总体呈现出先增大后减小趋势.在干扰电磁波频率0~500 MHz波段,铁丝网和防辐射布料的屏蔽性能优于铝箔防辐射胶带的性能;在500~1 000 MHz波段,铝箔防辐射胶带和防辐射布料屏蔽性能优于铁丝网的性能;在1 000~2 500 MHz波段,铁丝网和铝箔防辐射胶带的电磁屏蔽性能优于防辐射布料的性能.     

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。     

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.     

波导管法测量金属丝嵌织织物的微波屏蔽效能

研究防微波织物中金属纤维的嵌织方式对其防微波性能的影响规律．设计并织造了嵌织不锈钢长丝棉织物，测试了不锈钢长丝嵌入密度及电磁波入射角度对织物屏蔽效能的影响．测试结果表明，织物屏蔽效能随着不锈钢长丝嵌入密度的增大而增大，在达到最大值后基本稳定；电磁场透过强度随着电磁波入射角度的变化基本上呈余弦平方曲线；织物经纬双向嵌入不锈钢长丝能够大幅度减小屏蔽效能随电磁波入射角度的波动，更能达到理想的屏蔽效果．     

煤岩介质中无线通信频率及衰减机制研究

为给矿井煤岩体介质中无线传感器网络技术开发提供理论依据,基于麦克斯韦方程,建立了煤岩体介质中电磁信号衰减模型,采用理论分析和数值计算方法,得到煤岩体介质中电磁波的合理通信频段、衰减系数及趋肤深度等参数。结果表明:煤岩体的电性参数、孔隙率、温度、湿度是影响电磁信号衰减的主要因素;为保证电磁波在煤岩体介质中良好的传输性,通信频率≤1MHz;在单一有耗煤岩体介质中,电磁信号衰减系数大小为无烟煤>褐煤>肥煤>焦煤>贫煤,石灰岩>泥岩>粗砂岩>砂岩>细砂岩;井下电磁信号传输的有耗媒质为多元混合介质,为保证趋肤深度δ≥5 m,通信频率需满足f≤0.21 MHz.研究结果对确定适用于采空区的WSN最佳通信频率具有重要的应用价值。     

碳纤维长丝屈曲排布对电磁波屏蔽性能的影响

基于所提出的屈曲排布模型制作了碳纤维屏蔽材料,探讨了辐射源频率、屈曲波幅和行间距对其在微波段电磁波(EMW)屏蔽性能的影响.结果表明,辐射源频率因素影响显著,且屈曲排布碳纤维屏蔽材料在1.4～2.0GHz频段内具有良好的屏蔽效果;屈曲波幅和行间距对屏蔽性能影响显著,屈曲波幅为2 H(H为厚度)和行间距为5mm的试样,在测试范围内屏蔽效果相对最优;碳纤维含量的增加对屏蔽性能的影响并不显著.     

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.       

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.     

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.     

基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在国内外学者研究的基础上,基于传输线理论,借助正交试验设计法安排试验方案。分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d共六个因素对反射系数的影响。试验结果表明:各个因素对电磁波反射系数R的影响程度从大到小的排列顺序依次是吸波层厚度d、相对复磁导率虚部、相对复磁导率实部、相对复介电常数虚部、电磁波频率f、相对复介电常数实部;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数R具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部和电磁波频率对电磁波反射系数R影响不够显著。     

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。     

掺镍纤维的水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

电磁波技术的广泛应用导致电磁干扰与污染日益严重,采取电磁屏蔽措施能够有效地防范这些危害。实验采用不同的方法分散镍纤维屏蔽介质,然后掺入到水泥材料中制得水泥基复合屏蔽材料,研究了屏蔽介质的分散方式、掺量、试样厚度对屏蔽性能的影响;利用四探针测试仪、电子探针等手段表征了复合材料的电导率和屏蔽介质的分散均匀性。结果表明,镍纤维屏蔽介质的分散方式对屏蔽性能有较大的影响,其在水泥基材料中有一个最佳掺量值;当采用超声波分散的掺量φ镍纤维为5%、试样厚度为6 mm时,水泥基复合材料的电导率为2. 41×10~(-3)S/cm,在100 k Hz～1. 5 GHz频率范围内的平均屏蔽效能值约40 d B,其最小屏蔽效能值为36. 23 d B,最大达45. 74 dB。     

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.     

基于传输线理论的电磁波反射系数正交分析研究

分析电磁参数对电磁波反射系数R的影响是电磁波屏蔽吸波研究的热点之一。考虑到影响电磁波反射系数R的因素很多,同时研究多个因素而成为关键点。在前人学者基础上,基于传输线理论,利用正交试验设计进行安排试验,分析研究电磁参数的四个因素以及电磁波频率f、吸波层厚度d六个因素对反射系数的影响。模拟实验结果表面： 对电磁波的反射系数R的影响大小分别为吸波层厚度d、相对复磁导率虚部 、相对复磁导率实部 、相对复介电常数虚部 、电磁波频率f、相对复介电常数实部 ;在X波段区间内,吸波层厚度d对电磁波反射系数具有显著影响,而相对复介电常数实部和虚部、相对复磁导率实部和虚部、电磁波频率产生影响,但不够显著。     

四氧化三铁颗粒大尺度空中动态吸波

吸波材料研究一直是军事隐身技术领域中的前沿课题,而四氧化三铁磁性材料又是当前国内外研究的热点,其在大尺度空间动态吸波隐身模型的建立在军事领域具有很高的实用价值。为研究四氧化三铁颗粒大尺度空中动态吸波效果,数值模拟计算出散布在大尺度空中粒径长分别为0.25μm和10.57nm的Fe3O4颗粒在入射电磁波频率为2~18GHz范围内的电磁损耗和18GHz频率时随时间变化的动态电磁损耗。结果表明：入射电磁波频率为2~18GHz频率范围内时,10.57nm的Fe3O4颗粒散布空间产生的电磁损耗为0.40W到11.59W,在18GHz频率时,电磁损耗为11.381W到11.559W;入射电磁波频率为2~18GHz频率范围内时,0.25μm的Fe3O4颗粒散布空间产生的电磁损耗为0.22W到4.88W,在18GHz频率时, 电磁损耗为4.812W到4.899W。可见Fe3O4颗粒具有良好的吸波效果且纳米Fe3O4颗粒吸波性能优于微米Fe3O4颗粒。     

48km以上黑障区电磁波的趋肤深度分析

空间飞行器返回大气过程中,降落至距离地面100km到48km处时会在表面形成一个复杂多变的等离子鞘套,这个等离子鞘套对电磁波的传播具有很大的衰减作用,对地面站与空间飞行器的电磁波通信产生不利的影响。本文从等离子鞘套具有近似金属的导电性的角度,通过分析电磁波在不同高度处的等离子鞘套内传播的趋肤深度,进而分析空间飞行器返回大气降落过程电磁波频率变化对克服通信黑障问题的影响。     

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.     

镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须对镍粉/环氧树脂屏蔽涂料性能的影响

以镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须和镍粉作为屏蔽功能填料,以环氧树脂作为黏结剂,按照涂料制备的方法,制备了一种新型镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须/镍粉/环氧树脂电磁波屏蔽复合涂料,并研究了镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须对镍粉/环氧树脂屏蔽复合涂料导电性和屏蔽性能的影响。结果表明,镀Sn-Ni硅酸钙镁晶须的最佳含量为占屏蔽复合填料的5%。当涂层厚度为0.3mm时,涂层的电阻率为1.32Ω.cm,在300 kHz~1.5 GHz频段内,涂层的屏蔽效能为37.197~46.139 dB。与不含晶须的涂层相比,电阻率降低了1.08Ω.cm,屏蔽效能提高了5.385~9.854 dB。该研究为矿产资源的综合利用和电磁环境污染的综合治理提供了一种新的思路和方法。     

车辆电控设备不规则腔体的屏蔽效能分析

为有效抑制电磁损伤, 采用TLM（Transmission Line Matrix）算法研究了高空核电磁脉冲作用下线缆孔洞对电子设备屏蔽效能的影响。根据回波强度与反射面形状有关的现象, 提出采用不规则屏蔽腔体对抗电磁毁伤的方法, 通过增强回波减少进入屏蔽腔体内部的电磁波, 并在非屏蔽的车辆中进行验证。仿真结果表明, 不规则腔体的电场屏蔽效能高于圆柱形和矩形屏蔽腔体, 且谐振较小, 验证了该屏蔽腔设计的合理性和有效性, 从而为车辆内部电控系统的防护提供了理论参考。     

波导通风窗在矿用方舱电磁屏蔽中的应用研究

为满足矿用方舱内外的电磁屏蔽要求，同时保证良好的通风效果，结合截止波导管的高通滤波性能，设计并改进了一种有效的通风窗结构。将多个方形波导管组成波导通风窗，以平面波作为外部干扰源，在0-20GHz频段内仿真分析了开孔面积、开孔数量以及开孔倾角对方舱内部电磁屏蔽效果的影响，结果表明当单个波导结构不变时，增大开孔面积不会提升方舱内部的屏蔽效能；而当开孔面积保持一致时，开孔数量越多，电磁屏蔽效果越好；适当改变开孔倾角能够提升方舱的屏蔽效能。以工作频率为3GHz的半波偶极子天线作为内部干扰源，模拟了方舱内部产生的电磁干扰对舱外环境的影响，结果证明所设计的波导通风窗结构能够很好地阻隔舱内设备产生的电磁干扰。