快速预测干扰下斜开孔腔体屏蔽效能的模型

提出一种针对复杂干扰下斜开孔金属腔体屏蔽效能的计算模型。该模型可快速精准地计算出任意金属材料腔体,任意开孔位置,任意观测点位置,任意入射、极化平面波照射以及斜开孔阵腔体的屏蔽效能。首先依据磁流原理和镜像原理将斜开孔腔体等效为两个水平开孔腔体,然后基于Robinson的等效电路法分别求解各自的屏蔽效能,再利用公式换算求得斜开孔金属腔体的屏蔽效能。随后针对腔体会面临的不同干扰,给出不同情况下屏蔽效能的计算方法。考虑多种干扰叠加的复杂工况,将该模型利用Matlab 进行编程,并将计算结果同全波仿真软件CST中的时域传输线矩阵法和频域有限元法的仿真结果进行对比,验证了所提模型的可行性。该模型在保证计算精度的同时,在计算效率上表现出极大的优势。     

平面波斜入射到有孔腔体的屏蔽效能分析

使用解析方法研究了缝隙偏离中心的有孔屏蔽腔屏蔽效能。将有孔腔体的屏蔽和传输特性用等效传输线的高次模进行分析,推导了平面波以任意角度和极化方向入射时,有孔腔体屏蔽效能的解析计算表达式。分析了入射角度、极化方向、孔缝尺寸、测试点位置、腔体壁损耗、工作频率等参量与腔体屏蔽效能的关系。经与腔体谐振频率比对,表明该解析方法得到的结果可信,而且解析公式计算速度快,利于参量分析,能为屏蔽腔体设计提供依据。     

有孔矩形腔的屏蔽效能及其对谐振抑制研究

介绍了用传输线解析计算法分析有孔矩形腔屏蔽效能的基本原理,对基本公式作进一步修正,使其能计算孔阵列情形,并对修正的传输线模型计算公式进行了扩展,使其能计算任意极化方向时的情况.通过在腔体内表面敷设经过优化计算的复合电介质涂层,实现了对特定谐振频率抑制.计算和仿真结果表明:当处于谐振频率时,屏蔽系数很低甚至为负;孔阵的屏蔽效能比相同面积的单孔的屏蔽效能好;屏蔽效能随极化角度增加而变化,当耦合电场极化方向平行孔缝的长边时,屏蔽效果最好;在腔体内表面上敷设对应腔体谐振频率的复合电介质涂层,实现了在相同的厚度条件下对腔体谐振频率最佳的抑制效果.根据计算结果提出了设计屏蔽腔的建议.     

装有PCB有孔矩形腔屏蔽效能的传输线法分析

为了提高对有孔屏蔽腔内电路的有效保护性能.介绍了用传输线法分析有孔矩形腔屏蔽效能的基本原理.将基本公式作进一步修正,使其能计算矩形腔内装有印刷电路板的情形.并对修正的传输线模型计算公式进行了扩展,使之能计算任意极化方向时的情况.计算结果表明:当频率低于主谐振频率时,测量点离孔缝越近,耦合进腔体的电磁能量越多;屏蔽效能随极化角度的递增而增加;低频段的屏蔽效能比高频段的要好;装有电路板腔体的屏蔽效能比空腔的要好,这在谐振区域内尤为突出;电路板尺寸越大屏蔽效能越好.根据计算结果,提出了设计屏蔽腔及其腔内电子设备的建议.     

有孔屏蔽腔屏蔽效能的高次模分析

分析了有孔屏蔽腔的屏蔽效能,将传统的等效传输线分析模型扩展为包含TEmn和TMmn高次模的模型,并用该模型分析了缝隙偏离腔体壁中心的情况,得到了实用性较强的一般公式,该公式将腔体内部的高次模和腔体壁的损耗都考虑在内,在一定程度上消除了频率和腔体尺寸对于以往公式的限制.与其他运用传输线高次模分析腔体屏蔽效能的文献不同,本文中TEmn和TMmn的m和n可为任意值,而不需要采用n=0的假设,这更与腔体中的多种模式相符合.     

双面含孔金属腔体屏蔽效能的快速计算

为研究双面含孔矩形金属腔体的屏蔽效能问题,运用矢量分解和等效传输线相结合的原理,给出了双面含单孔的矩形金属腔体内部中心点屏蔽效能计算方法,通过与电磁数值软件CST 的计算结果对比,验证了该计算方法的有效性,且耗时少、收敛快,运用该方法进一步研究了双面含孔阵矩形金属腔体屏蔽效能,得到了腔体内部多模谐振规律。在共振频率附近,腔体内中心点的耦合电场较强,当频率低于主频谐振时,屏蔽效能随着频率的降低而增大;在2GHz 频率范围内,腔体内部各个方向的屏蔽效能都存在多模谐振的现象,且谐振模式不相同;开有相同面积的孔阵屏蔽效能比单孔差,谐振模式变化不大。     

内置介质板开孔腔体电磁屏蔽效能拓扑模型

文中针对现有内置介质板腔体屏蔽效能拓扑模型中介质板等效导纳模型的局限性,考虑介质板高度、厚度与位置对介质板等效导纳模型的影响,建立内置介质板腔体屏蔽效能(BLT)方程拓扑模型。将传输线法、BLT方程拓扑模型与仿真结果进行对比,验证BLT方程拓扑模型的准确性和有效性。以300 mm×300 mm×120 mm开孔腔体为研究对象,分别探究其在3种不同谐振主模式下,介质板高度、厚度和位置对腔体屏蔽效能的影响。结果表明,改变介质板高度,腔体的谐振主模式不变,仅影响腔体屏蔽效能大小;腔体内部安装介质板可增强腔体屏蔽能力,但是介质板厚度过大,在一定范围内会削弱腔体屏蔽能力;距腔体孔阵0 mm～58 mm处安装介质板会削弱腔体屏蔽能力,距腔体孔阵100 mm～150 mm处安装介质板会增强腔体屏蔽能力。该结论可为机箱电磁屏蔽设计提供有效参考。     

任意方向平面波入射下有孔箱体屏蔽效能的估算*

根据Robinson 等效传输线理论,估算了有孔屏蔽箱体在任意入射方向平面波照射下的屏蔽效能。该 方法将任意入射方向平面波的传播矢量和电场矢量分解,使得复杂模型等效为两个不同极化方向平面波垂直入射 箱体开孔平面的简单模型,从而推导了计算屏蔽效能的一般表达式。数值仿真结果与CST 软件仿真吻合较好,验证 了方法的有效性。分析了平面波入射仰角和方位角对有孔箱体屏蔽效能的影响,数值结果表明:在0°~90°范围内, 箱体屏蔽效能随着平面波入射仰角的减小而增大,随着平面波入射方位角的减小而减小。     

孔缝腔体内传输线负载上最大感应电流的研究

应用多端口网络理论,把孔缝屏蔽腔和腔内传输线一起等效成多天线系统,基于天线的互易定理,提出了快速预测孔缝屏蔽腔内多导体传输线负载上的最大感应电流的方法.由于避免了孔缝屏蔽腔内传输线负载上感应电流的直接全波分析,计算效率显著提高.文中计算了矩形屏蔽机箱上开孔尺寸与形状、机箱大小、传输线在机箱内位置等参数改变下屏蔽机箱内传输线负载上的最大感应电流响应.与直接全波仿真结果比较,验证了方法的有效性.     

有内置薄板腔体的HEMP屏蔽效能研究

在HEMP(高空核电磁脉冲)平面波照射下,依据传输线理论和波导理论,结合电路原理,分别建立了HEMP在金属腔内传播时的等效电路模型和信号流图,得到了腔体各部分的等效阻抗以及HEMP 在腔体内传播过程中的传输矩阵和散射矩阵。采用了传输线法(TLM)和广义Beam-Liu-Tesche(BLT)方程法两种快速算法计算有内置薄板的开孔矩形金属腔的屏蔽效能,与仿真计算进行了对比,验证了扩展算法的准确性,并分析了内置薄板的宽度和位置对腔体屏蔽效能的影响。结果表明:两种快速算法均能准确地计算腔体的屏蔽效能;内置薄板越宽,且越靠近中央位置,腔体的屏蔽效能越高,谐振频率越大。研究所得结论可以为电子设备的HEMP防护提供重要的理论依据。     

有孔腔体屏蔽效应分析的混合模型

对于带矩形孔缝的矩形腔,利用传输线模型求得孔缝上的近似电场,并以此为等效磁流,利用腔体中的并矢格林函数,估算腔体中的耦合场强与屏蔽效应,并推广到孔缝偏离中心的情形.数值结果与其他方法以及实测值吻合的很好,验证了方法的有效性.分析了孔缝偏离中心、孔缝尺寸变化、平面波斜入射时的屏蔽效应,数值结果表明:孔缝偏离中心使腔体中心...     

双层加载电路板屏蔽腔屏蔽效能研究

为了提高设备中电子元件抵御来自外界和内部其他元件的电磁干扰,根据传输线理论,将双层加载电路板屏蔽腔体模型转换为电路图,利用电路图推导出腔体中心屏蔽效能的等效公式。利用Matlab生成传输线法屏蔽效能曲线,并通过仿真软件CST建模仿真,仿真结果与Matlab输出曲线良好吻合,验证了公式的正确性。运用CST研究了一些因素如电路板大小、数量、放置方式以及距孔缝的距离对屏蔽效能的影响。为了更加贴合实际,采用加载集成运算放大电路的印制电路板来研究腔体屏蔽效能以及腔体对电路板功能的影响,最后提出了一些提高屏蔽效能的方法。     

小孔矩形腔体屏蔽特性的研究

本文提出了有孔腔体远、近场电磁屏蔽效能的计算方法，体研究了矩形腔体的屏蔽特性，讨论了各类孔对屏蔽能的影响程度。数值结果表明，理论计算与实验数据吻合较好。     

Shielding effectiveness of metallic enclosures at oblique and arbitrary polarizations

Shielding effectiveness of metallic enclosures with apertures when illuminated by an oblique incidence arbitrary polarized plane wave has been studied by using an efficient hybrid modal/moment technique. Shielding effectiveness of rectangular enclosures with one, two, and four apertures at multiple points inside the enclosures for various frequencies has been calculated when the illuminating source flies by the front of the enclosure. The work shows that the shielding effectiveness is seriously affected by frequency, angle of incidence and polarization of the illuminating field; the number and orientation of apertures; and the location inside the cavity. It has been shown that the usual assumption about the normal incidence being the worst-case scenario for shielding effectiveness values may not be valid when there is more than one aperture in the cavity. The paper emphasizes the need for the statistical investigation of shielding effectiveness problem of metallic enclosures with apertures.     

Electromagnetic penetration into a rectangular cavity with multiplerectangular apertures in a conducting plane

Electromagnetic wave penetration into a rectangular cavity with multiple rectangular apertures is studied. The Fourier transform and the mode matching method are used to obtain simultaneous equations for the modal coefficients. The simultaneous equations are solved to represent the cavity field in series forms, which are suitable for numerical computations. Numerical computations are performed to investigate the field penetration into a cavity in terms of the shielding effectiveness for a various geometry     

多层平板屏效计算中的等效传输线法

讨论了多层平板屏效计算中的等效传输线法。定义了不同传输线间的反射系数与透射系数,求出了反射系数和透射系数表达式。文中透射系数的定义是对传线基本理论的有益补充。