含短贯通导体金属腔体电磁耦合规律研究*

为研究平面波辐照下含短贯通导体金属腔体电磁耦合规律,利用电磁仿真软件CST 搭建仿真耦合模型,从频域角度进行了仿真研究,并利用矢量网络分析仪、功率放大器、GTEM 室和电场测试探头搭建实验系统进行了验证。通过仿真研究了贯通导体长度、贯通孔尺寸和腔体内屏蔽效能监测点位置等因素对屏蔽效能的影响。结果表明:仿真和实验的结果具有一致性;贯通导体腔体外长度越长,屏蔽效能越低,腔体内长度越长,腔体谐振频点越低;贯通孔尺寸越大,腔体屏蔽效能越低;监测点位置离贯通导体越近,屏蔽效能越低。同时研究了吸波材料和开口金属环对含短贯通导体金属腔体的防护效果。此研究具有实用意义,能够指导电子设备的设计和安装。     

带孔缝矩形金属腔体屏蔽效能研究

针对带孔缝矩形金属腔体在电磁辐射下的屏蔽效能问题,利用基于时域有限积分法的电磁仿真软件CST,建立了平面波辐照条件下含孔缝金属腔体的耦合模型,重点研究了电场极化方向,腔体材料,矩形孔缝的长度、宽度和深度,孔缝填充介质介电常数及其厚度等参数对屏蔽效能的影响规律.研究结果表明:典型金属材料对屏蔽效能的影响差别不大,垂直于电场极化方向的孔缝边长更能影响腔体的屏蔽效能,孔缝尺寸会影响矩形金属腔体的谐振点,孔缝深度能够通过衰减入射波在一定程度上影响屏蔽效能,孔缝填充介质会降低屏蔽效能,介质厚度及其介电常数会影响屏蔽效能峰值点.研究结果对金属腔体的电磁兼容设计有一定的指导意义.     

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点屏蔽效应增大,腔体尺寸相同,孔缝越大屏蔽效应越小,孔缝长度增加会使谐振频率发生偏移和加宽;屏蔽效应随入射角或极化角的增大而增大。     

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。     

关于双层带孔缝腔体的屏蔽效能研究

基于现代生活中抗电磁干扰的重要性,给出了完善的求解双层带孔缝矩形腔体在平面电磁波照射下的屏蔽效能的建模过程.在建模中考虑了电磁波的入射角和极化角,并把电磁波作用在腔体外层孔缝上所产生的散射电压作为辐射源.把孔缝建模成不对称的共面带状线,把矩形腔体建模为一端完全开放、另一端完全封闭的矩形波导,并应用传输线理论推导出腔体内任意点的屏蔽效能.相对于以往模型而言,在建模的完整性、计算速度,以及屏蔽效能的提高上均有所改善,为工程实践提供了很好的理论参考.     

电力电子电路电场串扰屏蔽方法探究

为了解决电力电子电路出现的电场串扰问题,分析电力电子电路电场串扰的形成原因,在此基础上探究有效且可行的电场串扰屏蔽思路,结合实际案例,提出电力电子电路电场串扰屏蔽措施,以期为今后电力电子电路的稳定运行提供技术保障。     

Ansoft HFSS在电磁屏蔽设计中的应用

随着电磁环境的日渐复杂,电子设备的电磁屏蔽设计显得愈加重要。在阐述电磁屏蔽原理和屏蔽效能计算方法的同时,简要介绍了有限元法的基本原理。利用Ansoft HFSS软件对某电子设备机壳进行了屏蔽效能分析,计算出了机壳内场的分布和机壳的屏蔽效能。通过比较不同尺寸缝隙对机壳屏蔽效能和谐振频率的影响,提出了提高屏蔽效能的改进措施。通过算例也显示了HFSS软件在电磁屏蔽设计中的优越性。     

含长贯通导线腔体电磁耦合数值分析与实验研究

基于时域有限积分方法建立了含长贯通导线金属腔体电磁耦合数值模型,分析了平面波辐射下贯通导线长度、电场极化等参数对腔体屏蔽效能的影响;提出了基于吉赫横电磁波传输室搭建实验平台的新方法,对数值结果进行了验证;建立了耦合等效电路,并分析了耦合机理.研究表明:贯通导线对电磁波耦合作用显著,腔内屏蔽效能下降约30dB;贯通导线有频率选择特性,当其电长度ξ约为1/2的整数倍时谐振;外部导线长度对腔体谐振频率及屏蔽效能无影响;内部导线长度及腔体壁厚度主要影响腔体谐振频率;距贯通导线越远,屏蔽效能值越大;贯通导线方向上电场分量增大,屏蔽效能变差.     

开缝腔体场强增强效应抑制方法研究

开缝屏蔽腔体不能完全阻断能量耦合,导致在腔内局部区域、特定频点附近形成场强增强效应,对敏感器件或线路构成威胁。以分析腔内场强增强效应及研究抑制方法为出发点,建立3 种开缝腔体数值模型,提出并验证腔体涂覆吸波材料、内置吸波柱、内置双层PCB 板等谐振抑制方法的有效性。结果表明:在3 种腔体模型内表面涂覆吸波材料均能有效抑制场强增强效应,并且涂覆磁损耗型吸波材料效果最好;随着涂覆厚度的增加,谐振抑制效果也增强;腔体中心放置吸波柱,应使用电损耗型吸波材料。腔体内置PCB 板既能实现对电子器件和线路的承载功能,还可整体大幅度提升腔体屏蔽效能,对谐振效应的抑制体现在迫使腔体主谐振点偏移,结合使用吸波材料,高阶第2 谐振点处谐振抑制效果也明显改善。     

地闪梯级先导电场波形特征研究

为研究地闪梯级先导电场波形特征,采用偶极子法结合衰减函数计算了有限大地电导率下不同距离处、不同梯级先导底部高度条件下的电场波形特征.计算结果表明:当观测点距离先导通道较近时,电场峰值随着先导通道底部高度的增大而减小;随着观测点和先导通道距离的增大,梯级先导通道底部高度对电场的影响逐步减小.对于给定高度的先导通道,其对应的电场峰值随着观测点和先导通道距离的增加,峰值先变大而后变小随着电导率的减小,先导电场波形上升时间明显增加,电场峰值衰减加快.     

屏蔽室脉冲波屏蔽效能模型估计方法

根据连续波条件下测得的屏蔽室屏蔽效能,采用相位重建、最佳逼近元法参数估计以及迭代修正算法,建立了屏蔽室脉冲波屏蔽效能的时域估计模型.该模型采用系统离散传递函数形式,可通过数字滤波估计出屏蔽室内脉冲波的响应波形和脉冲波峰值屏蔽效能.通过滤波器建模实验和脉冲磁场屏蔽实验,验证了该方法的有效性,为由屏蔽室连续波测量结果评估脉冲波响应提供了可行途径.     

均匀带电圆盘中心轴线上电场求解新方法

将均匀带电圆盘看作无数连续点电荷或者均匀带电直导线组成,因此均匀带电圆盘中心轴线某点电场强度的求解,可以通过用计算点电荷或者直导线在中心轴线某点电场强度的矢量叠加这两种新方法来求解。     

基于场效应晶体管的太赫兹探测器中天线设计的一种有效方法

在场效应晶体管太赫兹探测器中,合理的天线设计可以增强晶体管和太赫兹波之间的耦合效率,从而提高太赫兹探测器的响应度.提出一种基于晶体管栅极边缘沟道电场的仿真来设计平面天线的方法.这种方法尤其适用于太赫兹波段晶体管输入阻抗不容易得到的情况.通过流片完成的基于氮化镓高电子迁移率晶体管的太赫兹探测器的响应度测试证实了这种方法的有效性.集成碟形天线和双偶极子天线的太赫兹探测器最大响应度分别在170.7 GHz(1568.4 V/W)和124.3 GHz(1047.2 V/W)频点处测得,这个测试结果接近基于晶体管栅极边缘沟道电场的仿真结果.     

激光育种中的强静电场效应

在ＡＳＤａｖｙｄｏｖ理论的基础上，讨论了激光和强电场同时作用于生物大分子时强电场引起的效应。     

一种降低渐变折射率反射膜表面电场的方法

为了解决渐变折射率反射膜表面电场不为0,容易造成表面损伤的问题,提出了反射相移补偿方法,即不引入另外界面,在渐变折射率反射膜表面增加一层适当厚度的均匀膜,来降低渐变折射率反射膜的表面电场。结果表明,该方法确实降低了渐变折射率反射膜的表面电场;缺点是导致了渐变折射率反射膜中心波长的略微漂移,但该漂移相比于反射带宽而言可以忽略。该研究对制备高损伤阈值的渐变折射率反射膜具有参考价值。     

石英基多层纳米TiO2-FeOOH复合材料的制备和 显微结构的表征

以石英玻璃片为基底,利用自组装技术在TiCl4-HCl体系中生长纳米TiO2,与在Fe(NO3)3-HNO3体系中生长纳米FeOOH制备负载型多层不同层序FeOOH-TiO2纳米复合薄膜光催化材料.高分辨透射电镜(HRTEM)表征结果显示:复合膜由纳米锐钛矿和针铁矿构成.UV-Vis表征结果显示:TiO2与FeOOH间的复合使TiO2吸收带均发生一定程度的红移,其中FeOOH/TiO2/FeOOH/TiO2和FeOOH/TiO2/FeOOH复合薄膜的吸收带分别为490 nm和498 nm;在以罗丹明B溶液为模拟废水的光催化实验中发现:负载FeOOH/TiO2/FeOOH/TiO2和FeOOH/TiO2/FeOOH的两种复合薄膜材料的光催化效果最佳;并且FeOOH膜在复合膜最外层比TiO2膜在最外层时光解效率高.具有一定吸附能力的针铁矿薄膜与TiO2薄膜的复合优化了复合膜内部微孔结构,促进两者间形成了积极地吸附-光催化耦合增强效应.     

基于磁通元电场叠加法的涡旋电场计算

提出用磁通元电场叠加法求解涡旋电场,利用该方法推导出了空间旋转平面区域产生的涡旋电场的时域表达式,验证了磁通元电场叠加法求解涡旋电场的正确性。     

强脉冲电场测量技术研究

强脉冲电场测量技术在强流加速器系统电磁兼容设计、核电磁脉冲（NEMP）测量、雷电电磁脉冲（LEMP）效应研究以及高压输电线、大功率开关的电磁辐射澳0量中起着关键的作用,测量结果的有效性直接影响到理论研究和系统设计的正确性。本文系统地回顾了强脉冲电场测量技术的发展,对有源电光调制法和基于Pockels效应的无源电光调制法两种常用方法进行了详细的分析比较,说明测量系统的研究正朝着提高稳定性、探头微小化、探头无源化、提高带宽、提升灵敏度、后端信号处理便捷、系统维护方便、容易实施标准化测量等方向发展;文章还对测量实践中的屏蔽、信号区分以及获取特征量等具体方法和技巧作了研究,为强脉冲电场的准确测量打下基础。     

任意分布ST方法及其在随机场线耦合中的应用

随机测试(ST)方法是一种不确定性量化方法,已有的ST方法还不能处理具有任意分布随机变量的情况。通过Gram-Schmidt正交化算法为任意分布随机变量构建混沌多项式基底,对ST方法进行拓展,使其可用于任意分布随机变量的情况。将拓展后的ST方法用于传输线场线耦合分析中。在场线耦合的计算中,由于辐射场的不确定性,入射波极化角、方位角与仰角存在不确定性,因此传输线的响应也呈现出不确定性,导致随机场线耦合问题。针对输入参数服从任意分布的情况,应用ST方法对传输线场线耦合响应进行不确定性量化。对模型的输出响应进行多项式混沌展开,通过求解展开系数得到模型响应的统计信息。结合单随机变量和多随机变量场线耦合算例,得到传输线电压响应的统计信息。最后对比蒙特卡罗模拟方法,验证了ST方法的正确性和高效性。