混响室漫射场下典型线缆网络响应规律分析

为研究复杂电磁环境对多导体传输线干扰特性,进一步分析场线耦合规律,通过对多列入射波在空间角上离散模拟腔室内复杂电磁环境.利用Agrawal场线耦合理论分析树形、环形等线缆网络各节点处的响应信号,并搭建实验系统进行实验验证.结果表明:利用多列波叠加的方法能较好地模拟混响室的电磁环境,可用于混响室场线耦合方面的研究.混响室条件下,线缆网络节点频域感应信号幅值随频率升高而降低,且在某些频点出现电流峰值.干扰信号为双指数脉冲时,线缆网络节点的时域响应信号呈现震荡衰减规律,衰减时间与网络结构有关.     

混响室和开阔场中单极子感应电流相关性仿真

为了研究混响室和开阔场中电磁辐射敏感度测试的相关性,采用电磁仿真软件FEKO分别建立混响室和开阔场的物理模型,在混响室和开阔场共同的工作频带(170MHz到1GHz范围)内选取6个频点(200,350,500,650,800,950MHz),在每个频点,对放入混响室和开阔场中一个电小尺寸的单极子天线上的感应电流和其所在位置的电场强度分别进行计算,对计算所得数据进行统计分析。结果表明:混响室和开阔场中单极子归一化感应电流具有很好的相关性。     

混响室和GTEM室中单极子感应电流相关性仿真

为了研究混响室和GTEM室电磁辐射敏感度测试的相关性,采用电磁仿真软件FEKO分别建立混响室和GTEM室的物理模型,在混响室和GTEM室共同的工作频带(80 MHz~1 GHz范围)内选取8个频点(80,150,200,300,400,500,600,700 MHz),在每个频点,对放入混响室和GTEM室的电小尺寸单极子天线上的感应电流和其所在位置的电场强度分别进行计算,对计算所得数据进行统计分析,结果表明:混响室和GTEM室中单极子归一化感应电流最大值的相关性最好,平均值的相关性次之,最小值的相关性最差。     

混响室机械搅拌工作方式下独立采样点计算建模

通过理论分析,确定机械搅拌工作方式下混响室体积、搅拌器体积、工作频率等因素对混响室独立采样点数的影响,推导出混响室独立采样点数的近似计算公式。在实验室混响室中进行多个频点测试,通过矢量网络分析仪测得的S21参数对混响室不同工作频点下的Q值进行分析。运用自相关函数法计算不同工作频点对应的真实独立采样点数,代入模型对模型进行验证和改进。利用修正后的计算模型计算不同工作频点下混响室的独立采样点数,将计算结果与实验测算结果进行比较。结果表明构建的模型计算结果与实测结果相符,精度较高。     

基于CST的电磁脉冲效应分析仿真实验研究

为减小复杂多变的电磁环境对车辆的影响,利用三维电磁场仿真软件CST(Computer Simulation Technology)在车辆发动机舱建立线缆模型,研究不同因素对车辆电磁耦合效应的影响。通过仿真得到线缆长度、线缆距车底高度、线缆相对距离、线缆终端电阻、导体半径、绝缘层厚度等参数变化下,线缆感应电压和感应电流的峰值绘制关系曲线。这些结论可以为车辆线束设计提供理论指导,并为电磁防护设计中对于线缆导体半径选择、线缆相对距离、离地高度、线缆长度等提供依据。     

雷电电磁脉冲场对多芯线的耦合效应研究

为研究多芯线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800型MARX源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对多芯线进行辐照耦合试验。试验中通过改变试验条件,得到了不同雷电电磁脉冲波形、多芯线长度、辐射场与线缆夹角、线缆终端负载条件下多芯线终端负载的感应电压的变化规律。试验发现:雷电电磁脉冲的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;线缆长度对感应电压的幅值及响应频点有重要影响;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;随着受测端负载阻值的增加,线缆感应电压也逐步增大,非受测端负载对线缆感应电压无影响。     

混响室漫射场条件下树型线缆网络耦合规律

以典型线缆网络为分析对象,研究其在全向辐射的电磁环境下的响应信号。利用线缆网络BLT方程,结合蒙特卡洛统计方法构造全向辐射的电磁环境仿真模型,得到线缆网络各个节点在该漫射场环境下的时域、频域响应。其结果表明：蒙特卡洛方法建立的全向辐照模型与混响室内电磁环境具有很高的一致性;全向辐照情况下,由于各管道串扰,线缆网络频域响应频点与线缆管道长度无对应关系;线缆分流点的时域响应信号成震荡衰减曲线,接匹配阻抗节点的时域响应信号与入射波形相似。     

基于有限积分法的电磁兼容吸波材料反射率的建模仿真

针对电磁兼容吸波材料反射率试验测试成本较高、理论方法难以精确预测的问题,提出了基于有限积分法的吸波材料反射率的建模仿真方法.使用该方法计算了矩形同轴测试装置空载反射系数,以及分别加载铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料后的反射系数.吸波材料的介电常数和磁导率使用二阶通用色散模型进行拟合.对于铁氧体瓦,仿真得到的反射率略优于实测值,与产品提供的反射率曲线相比,在谐振点处相差10 d B.对于角锥泡沫吸波材料,仿真结果与实测值在有效测试频率范围内相差7 d B.对仿真结果与实验结果的差别进行分析,证明了该方法的可行性.     

混响室条件下仿真研究树形传输线网络的耦合规律

为研究复杂腔室电磁环境下场线耦合规律,提出了高效电磁防护的新方法.以典型树形传输线网络为研究对象,分析其在混响室电磁环境下的响应信号.结合蒙特卡洛统计理论,改进外场激励下多导体BLT方程构造全向辐射电磁环境下的传输线网络仿真模型,求解网络各终端时域、频域电流响应.研究单端口负载、单管道长度改变对各终端电流响应的影响.分析不同材料、不同离地高度情况下终端感应信号规律.结果表明:混响室电磁环境条件下,传输线网络单个管道长度的改变使各终端频域谐振点发生变化,但单个终端负载变化不会对除该点以外的其他终端响应产生显著影响;传输线网络的双指数脉冲时域感应电流信号呈震荡衰减曲线,并随传输线材料电导率的增大和离地高度的减小而减小.     

基于BLT方程的外场照射下线缆终端耦合响应分析

为求解外场照射下线缆终端耦合响应和分析终端耦合响应的影响因素,基于BLT矩阵方程建立了三导体传输线的场线耦合模型,并通过GTEM小室内的场线耦合试验验证了所建模型的有效性.利用所建立耦合模型进行场照射下线缆终端耦合影响因素分析,结果表明:线缆在电短状态时,终端耦合电压随着线缆长度的增加而增大;线缆在电长状态时,线缆长度变化并不影响线缆终端耦合电压;线缆间距增大时,线缆终端耦合电压明显增加;外场入射角度增加时,线缆终端耦合电压单调减小;线缆终端耦合电压随外场极化角度的增加而单调增加;终端负载阻抗大小对高频耦合影响较大,对低频耦合影响较小.     

拦阻索应力的仿真研究

舰载机着舰过程中,拦阻索的应力直接关系到舰载机的飞行安全。为研究拦阻索应力波传播规律,在多体动力学框架下,发展了基于绝对节点坐标法的具有接触碰撞功能的大位移索单元;并在此基础上建立了液压拦阻系统的简化模型。仿真分析尾钩两侧的索内应力是否相同。仿真结果表明,拦阻索受到冲击后舰载机的动能以横波和纵波的形式沿拦阻索向末端传播,并不断进行着反射叠加而产生应力峰值;由于纵波的传播速度远大于横波,从而使尾钩两侧的索内应力基本相同。此外,开发的拦阻索动力学模型可为拦阻系统的结构设计和优化提供计算方法。     

考虑压缩负荷的密封条传递损失分析

对某车门密封条进行非线性准静态分析,获取各压缩率下的密封条变形及应力分布情况.对变形后的密封条进行预应力模态分析.根据混响室-消声室法建立传递损失分析模型,基于模态叠加法计算密封条传递损失,分析预应力、压缩率对传递损失的影响.研究结果表明,预应力的存在对于低频刚度控制区域的传递损失影响较大,在压缩率50%以内,压缩率的增加能够有效地提高密封条的传递损失.     

兼并模对混响室场均匀性影响的仿真分析

为了研究兼并模对混响室场均匀性的影响,用FEKO软件建立了2个体积大致相等的矩形混响室壳体模型.1号混响室的尺寸为5 m×4 m×3 m,2号混响室尺寸为4 m×4 m×4 m,2号混响室存在简并模.2个混响室采用相同的机械搅拌器,分别计算2个混响室测试区某个矩形区域8个顶点的电场强度,计算各电场分量的以及总的标准偏差.结果表明,2号混响室场的标准偏差大于1号,说明兼并模的存在导致了混响室场均匀性的下降.     

脉冲大电流应用电缆的设计

为研究脉冲大电流应用所使用的电缆,优化设计其结构并选择绝缘层材料。首先针对同轴结构电缆,分析了半导电层对电缆绝缘层电场的影响。然后在绝热条件下,计算了不同导体截面积电缆的温度,并通过试验计算了硅橡胶和不同氟橡胶材料热导率随温度的变化规律。在对计算结果进行分析比较的基础上,确定选择内、外导体截面相同且没有半导电层的同轴电缆结构,以及F0-2706型氟橡胶材料作为绝缘层。最后,通过有限元Comsol软件仿真计算了氟橡胶绝缘电缆的温升,针对连续通过脉冲大电流时电缆温升过高的问题,提出了采用水冷方式降低电缆温升的方法。仿真结果表明:通过水冷方式降低电缆温升,冷却效果明显,可以在一定程度内满足工程应用需求。     

电磁辐射敏感度混响室量化测试方法

针对混响室环境电磁辐射敏感度定量测试的技术需求,分析了现有测试方法的局限性,指出了存在的问题.从混响室电磁场统计分布规律和电磁辐射效应机理出发,建立了受试设备（EUT）临界干扰场强与混响室测试环境电场强度有效均值、EUT受扰概率和等效天线方向性系数最大值之间的关系.统筹考虑效应类型、等效天线耦合效率等因素,从用频设备干扰与损伤效应、强场电磁辐射效应和测控设备扰动效应等3方面,给出了EUT等效天线方向性系数的选取原则和拟合公式.测试过程中使EUT的干扰概率保持在10%~60%、混响室搅拌位置数在30~50时,混响室与均匀场环境中EUT临界干扰场强测试结果之间的误差在3 dB左右.某型军用超短波通信电台带外强场电磁辐射关机-重启效应、电源模块测控扰动效应临界干扰场强测试结果表明:混响室与均匀场环境EUT的电磁辐射临界干扰场强测试值随辐射频率的变化规律一致,二者之间的最大测试误差为5 dB,能够满足工程测试需求.      

基于虚拟方法的混响箱设计及实验验证

混响箱常用于材料隔声、吸声实验研究中,因此混响箱的设计对于实验的可靠性有着重要影响.混响箱的传统设计都是基于混响声场特性,其效率较低,可靠性也较差.为此,设计了一种复合结构的混响箱模型,通过统计能量分析(SEA)法对复合结构的隔声特性进行了仿真分析,用边界元方法(BEM)模拟混响箱内的声场分布,依据仿真结果对模型进行优化,最终获得具有足够隔声量和均匀声场的混响箱模型.对基于仿真模型制作的混响箱进行隔声实验,结果表明,在400,Hz以上频率范围内,混响箱的隔声量高于50,dB;混响箱内不同位置的声压级相差不超过3.5,dB.镁合金板的隔声实验结果与质量定律及统计能量分析所得结果吻合良好.可见,采用复合结构箱体能实现良好的隔声效果,借助于统计能量法和边界元方法对混响箱进行设计是行之有效的.