开孔金属腔屏蔽系数快速算法宽频适用性研究

本文研究了TLM、ILCM、Modal-MOM三种模型计算平面波照射下开孔矩形金属腔宽频带内屏蔽系数的适用性.通过比较这三种模型在0.5～3GHz范围腔体中心点处屏蔽系数的计算结果,并与CST模拟结果进行对比,发现Modal-MOM方法适合用于宽频段屏蔽系数的计算,但在高频时预测出的谐振点有明显频偏.TLM不适用于高频(电尺寸较大孔缝)计算,而ILCM方法不适用于较高频率情况和正方形孔缝的计算,且整体计算结果偏差较大.这些方法的适用范围在工程应用方面具有很好的指导意义.     

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.     

带开孔金属腔体内部耦合场强分布的实验研究

对入射频率100～1 000 MHz内通过矩形开孔耦合入金属腔体内部的场强分布进行了实验研究,分析了矩形开孔尺寸与发生谐振现象时腔体内部场强分布间的关系,为从理论角度定量研究腔体内部耦合场强分布提供了实验依据,对电子设备金属腔体内的PCB板或敏感元器件的放置方式起到一定的指导作用.     

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。     

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.     

球壳超导体屏蔽系数的研究

屏蔽是电磁兼容的重要方法之一，通常用导体材料作屏蔽体,而用超导体作屏蔽体有更多的优越性，文章从Maxwell方程和London的超导二流体模型出发，推出了球壳超导体的屏蔽系数，在此基础上对超导屏蔽作了一些讨论。     

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.     

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.     

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。     

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.     

带有孔缝结构壳体的电磁脉冲屏蔽性能研究

孔缝结构是电磁脉冲进入壳体内部的主要途径之一。本文以带有不同形状孔缝的壳体结构为研究对象,通过试验方法,对壳体内部电场和磁场脉冲的幅值-时间参数进行了测量,并分析了不同形状孔缝结构对壳体电磁脉冲屏蔽性能的影响,可为金属壳体的电磁脉冲防护设计提供参考。     

金属波导对电子设备电磁效应的影响

为减少电子设备中通风散热孔洞耦合的电磁干扰,采用金属波导来屏蔽孔洞.从干扰源的种类、波导长度、波导形状3方面研究金属波导对电子设备中心点处电场与屏蔽效能的影响.UWB对金属腔体的影响最大,快速HEMP对腔体的影响最小;增加矩形波导长度,有利于抑制低频段电磁干扰;圆形波导和方形波导对干扰源的抑制能力较强.研究结果能为电子设备的电磁防护提供理论参考,指导工程防护设计,具有重要的应用价值.     

开有不同矩形孔缝的电大腔中场分布的统计分析

本文研究外部电磁波入射下开孔电大金属腔中的电磁场环境特征.由于电大尺寸带来的巨大计算代价和高频响应敏感性问题,很难通过由全波分析得到的特定条件下的场分布确定性解来评估腔内场环境的普遍规律.因此,本文研究了当矩形腔体上开有不同尺寸矩形孔缝时,腔体内部电场分布的统计规律,并且给出了可对开孔腔体内部电场均值、标准差以及电场值概率密度分布进行快速评估的图表.此外,还发现开孔腔体内电场各个分量概率密度函数与理想混响室中对应量的概率密度函数具有极高的相似性.上述统计规律可作为开孔电大腔体在设计阶段有效的参考依据,并可为相关的电磁兼容分析提供重要的指导.     

冲击载荷作用下带孔平板动应力集中系数的计算

本文用平面三角形单元及Houbolt方法,计算冲击载荷作用下带孔平板的动应力集中系数。计算结果与电测实验测定及其他数值计算方法所得结果符合较好。     

开孔矩形腔中场分布的数据模型化初步研究

为快速估算开孔矩形腔中的电磁场分布,本文提出一种数据模型化方法,对开孔矩形腔的全波分析数据结果进行模型化处理,即通过提取腔内场分布数据的特征参数,来重建场分布情况的原貌。计算实例表明,该方法的预测结果和全波分析结果吻合较好。该方法虽然是基于全波分析计算所得数据,但这些数据的计算过程可以预先进行,因此场分布数据的重建时间可以做到非常短。     

带反馈阑孔的非稳腔

在对带全反馈阑孔非稳腔实验研究的基础上,提出了部分反馈阑孔非稳腔方案,并对此腔作了细致的理论分析.     

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。     

蒙特卡罗方法用于研究堆的屏蔽计算

为解决研究堆的屏蔽计算问题 ,讨论了应用 MonteCarlo方法的 MCNP程序进行反应堆的屏蔽计算 ,引入了结合抽样技术的 MCNP分步计算的方法。该方法特别适用于计算物理模型比较大 ,屏蔽层比较厚 ,粒子的穿透距离比较长的问题。在这一类的问题中 ,单步计算根本无法计算出结果 ,利用分步计算和抽样技术则能在较短的时间内以较高的精度 (统计误差小于 10 % )得出结果。结合抽样技术的MCNP分步计算方法能够很好地解决深穿透问题     

平面波照射下屏蔽腔内滤波器的分析

电磁波会通过屏蔽腔上的孔缝耦合到腔内并在电路板上激励起干扰电压,影响电子器件的正常工作。该文采用时域数值仿真,计算了一个微带线耦合滤波器分别在自由空间和屏蔽腔内时,在平面波的照射下端口电压响应,并通过Fourier变换得到频域响应。计算了不同入射电场方向、滤波器在屏蔽腔内的不同摆放位置对端口电压的影响,得到了各种情况下端口电压随频率的变化曲线。结果表明,放置在屏蔽腔中时,受屏蔽腔谐振特性的影响,滤波器的散射参数会变差,端口电压的频率响应也由自由空间的连续分布变为分立的谐振峰。在放置电路板时应尽量避免使滤波器的走线方向和开缝的方向垂直,同时还要考虑不同位置对端口电压的影响。     

开孔泡沫金属动态力学性能及能量特性

泡沫金属材料在防护吸能领域有着重要的应用前景,深入研究泡沫金属及其相关结构的冲击力学性能十分必要。通过Φ50 mm的分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)装置对开孔泡沫金属Fe、Ni、Fe-Ni合金(50 mm×10 mm)进行动态冲击试验。试验分析了应变和应变率对其力学性能及吸能特性的影响,通过对其峰值应力、波动应力、理想吸能效率等参数的对比分析多种冲击速度下不同泡沫金属材料的抗压强度与吸能性,为建筑、航天等工程的使用提供理论基础。研究结果表明：高冲击速度下峰值应力增大且Fe-Ni合金抗压强度最高,不同材料泡沫金属均存在波动应力且压密阶段时间各不相同。应变率介于600～1 150时泡沫金属Ni吸能性最优,该区间外Fe-Ni合金更优。当应变率大于1 000时,Fe-Ni合金理想吸能效率增幅较大,相较于700时提高了48%、为最优理想吸能材料。