电磁屏蔽胶合板同轴测试方法的改进

针对叠层型电磁屏蔽胶合板导电层不在材料表面,导致了常规方法制备的试样电磁屏蔽效能测试结果不准确的问题,应用改进型的法兰同轴测试装置,研究了在100kHz～15GHz频段、远场条件下的同轴测试方法。采用导电涂料将试样封边的方法,减小了试样与内外导体接触阻抗对测试结果的影响,提出了一种较为恰当的试样制备方法。     

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。     

平面型材料的宽频带电磁屏蔽效能测试

结合法兰同轴法和矩形波导管法测试了平面型纯镁金属屏蔽网和不锈钢电磁屏蔽网的宽频带(0.03~18GHz)电磁屏蔽效能.通过搭建测试系统,测量、记录了有无屏蔽材料时经装置衰减后的微波信号,并利用自主开发的Assembly-Plot软件实现了对测量数据的采集与处理,通过对数据的分析讨论了2种典型实验材料的屏蔽效能.考虑测量方法的最优适用频带,针对不同频带,采用不同方法进行测量,能够真实地评价屏蔽材料的电磁屏蔽效能.     

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。     

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.     

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。     

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。     

屏蔽效能自动测试系统设计与实现

自主研制了一套平面材料屏蔽效能自动测试系统,可对平面材料进行屏蔽室窗口法和同轴传输线法测试。该系统由屏蔽室、脉冲信号发射设备和测量接收设备等构成。系统硬件采用当前流行的USB／GPIB接口连接方式;软件基于Lab-Windows／CVI平台进行开发,采用了一个通用自动测试系统软件框架,提高了测试系统的通用性、灵活性、可维护性和可扩充性。利用Lab Windows／CVI编写测量和数据处理程序,实现了数据采集和处理自动化,提高了屏蔽效能测试的效率和精确度。     

TSF算法及其在机箱屏蔽效应分析中的应用

介绍了时域有限差分（FDTD）方法的基本原理，提出了基于环路法（CP）的三维细孔缝仿真算法（TSF）。用细化网格的FDTD和用亚网格的TSF两种算法，分别对相同的细孔缝模型进行了仿真计算。结果表明亚网格TSF算法与细化网格的FDTD算法无论是在时域还是在频域上的仿真计算结果都吻合得很好，而且应用亚网格TSF沿算法可以极大的缩短计算时间。最后利用TSF算法对屏蔽机箱进行数值仿真，得到了屏蔽机箱开孔3m远处的电场频域曲线。     

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.     

径向干扰磁场下电流比较仪双层磁屏蔽效能

为了研究电流比较仪的双层磁屏蔽结构的屏蔽效能,针对径向外界干扰磁场,提出了一种基于磁路分析原理的电流比较仪双层磁屏蔽效能的计算方法,并用有限元分析工具对计算公式的准确性进行了验证.通过三个仿真实例,得到计算结果与仿真结果的相对误差小于30%.分析了影响磁屏蔽效能的因素,确定了当屏蔽铁芯和空气间隙的厚度接近相等时,磁屏蔽体能得到较大的径向磁屏蔽效能;并且当外形尺寸相同时,双层磁屏蔽体与单层磁屏蔽体相比,能以更少的磁屏蔽铁芯材料获得更大的径向磁屏蔽效能.     

混响室FDTD仿真中归一化场强的计算与实验验证

采用时域有限差分(FDTD)法对尺寸为10.5m×0.8m×4.3m的混响室进行了三维仿真计算,为实现仿真与实测结果关于归一化电场强度的直接对比,给出了仿真电场值的归一化计算方法,并做出实验验证.结果表明:所提出的处理方法是合理可靠的,归一化电场强度与激励源无关,是表征混响室自身谐振特性的参量,因此可用频域测试结果对时域仿真结果进行实验验证,这为基于时域宽频仿真的混响室优化设计提供了有益参考.     

基于频域和时域法的电池包随机振动疲劳计算对比研究

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度（PSD）载荷谱作为频域载荷输入,并利用傅里叶逆变换技术将其转换为加速度时域载荷;最后,分别基于频域法和时域法计算电池包的振动加速度、应力和疲劳寿命,并进行了计算精度、效率的对比分析和精度的试验验证.结果表明,在电池包总振级和应力均方根值（RMS）方面,频域法和时域法计算结果相近,相对误差小于16%;在加速度和应力峰值方面,频域法“3σ”计算结果与时域法差距较大,若采用“4σ”或“5σ”原则,计算结果与时域法相近,相对误差小于15%;在振动疲劳方面,频域法计算寿命约为时域法的3~6倍,主要原因包括Dirlik模型和应力响应PSD谱差异,其中Dirlik模型造成的差距小于1.5倍;在计算效率方面,频域法比时域法高约134倍.试验数据表明,时域法计算精度更高,适用于结构危险位置振动疲劳的精确计算,而频域法计算效率更高,适用于结构危险位置的快速预测.     

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。     

核电厂结构地震响应分析的时频域分析方法比较

进行核电厂安全相关结构的抗震分析时,中国和美国规范推荐的计算方法有所不同,中国核电厂抗震设计规范(GB50267-97)中推荐时程法(时域法),而美国土木工程师学会的安全相关的核电结构的抗震分析(ASCE4-98)则建议时域法和频域法,因此这两种方法的比较对了解核电厂地震动力响应有重要意义.本文基于同一个典型的核岛结构,分别采用时域法和频域法计算核电厂的地震响应.计算结果表明,时域法和频域法得到较为一致的结构峰值加速度和反应谱.由于频域法用于核电厂地基—结构分析方便性和计算结果的稳定性,建议中国核电厂抗震设计规范增加频域分析方法.     

新型抗电磁干扰地雷壳体材料的设计

为了适应日益复杂的现代战场电磁环境和各种电磁扫雷武器的发展,提高电子引信地雷的抗电磁干扰的能力。对现有各种屏蔽材料的最新研究成果进行了分析比较,经过材料的筛选、试制以及理论分析,研制了新型的地雷壳体新材料。应用时域有限差分法(FDTD)对雷壳新材料的屏蔽效能进行了计算,并进行了试验验证。试验结果表明,新型雷壳材料对电磁波有较高的屏蔽效能。     

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.     

椭圆波导与椭圆同轴传输线的截止波长的FDTD法分析

椭圆波导和椭圆同轴传输线在实际中呈现出越来越重要的意义,而对它们的传输特性理论分析却比较薄弱,本文采用当代流行的数值长法－0－时域有限差分法（FDTD法）计算和分析了椭圆波导及椭圆同轴传输线的截止波长,并给出场分布,该方法可推广用于计算椭圆微带屏蔽传输线的传输特性。     

局部放电的数学模型和频域特性

本文建立了描述电介质材料内部局部放电动态过程的数学模型.首先采用Laplace 变换和数值计算法得到了放电电脉冲的时域特性.由于表达式中不少参数是时间的隐函数,本文运用非线性拟合和数值计算,又从放电脉冲的时域特性获得了相应的频域特性,计算结果与本文采用宽频带频谱测试所得的放电脉冲频域特性基本相符,且变化趋势相同.证实了所建立的局部放电数学模型是合理的,以此研完局部放电的频域特性及其动态过程是有效的.     

时频域交互法在微滑移干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

为准确揭示叶片阻尼系统的动力学特征,首次引入融合时域法(描述非线性力的准确性)和频域法(求解线性系统的高效性)为一体的时频域交互法,对基于微滑移摩擦模型的凸肩阻尼结构叶片系统进行了动力响应分析,并与时域法、频域法的计算结果做了比较.计算结果显示:在一定的参数条件下,时频域交互法的计算时间与一阶谐波平衡法相近,仅相当于四阶Runge-kutta法的1/10,相对误差值却不到一阶谐波平衡法的1/2,且保持稳定.研究表明:时频域交互法对于计算微滑移干摩擦阻尼叶片振动响应具有可用性,该方法克服了一阶谐波平衡法无法将微滑移模型的准确性体现在动力学分析中的不足,而且计算效率高.