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。     

利用Matlab研究尖端导体附近的电场特征及其应用

利用Matlab研究尖端导体附近的场强分布并将其可视化,并讨论了尖端导体在电化学领域中的应用。模拟计算结果显示导体尖端附近的场强相对于空间其它区域要高出1个量级以上,且随着尖端半顶角的减小而迅速增大。该结果从另一侧面解释了在催化电极体系中,不同形貌的催化剂颗粒可能由于其周围场强分布不同,会导致不同的催化活性。例如由锥形尖端或毛刺等组成的催化剂颗粒,由于其尖端附近场强很大,有可能获得比曲率较小的颗粒更高的电化学反应速率。     

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。     

控制电磁屏蔽室谐振效应的方法分析

电磁屏蔽室是电磁兼容测试中一种常用的测试场地,其具有谐振效应这一特性,可增大测试时的误差。本文从控制电磁屏蔽室谐振效应的目的出发,介绍并分析了规避谐振频率点和削弱谐振效应两种方法的特点。为实验室提高自身检测结果的准确度提供帮助。     

CdS晶体非线性吸收电场效应的时间过程

建立了一套光泵浦探针法测量CdS晶体光学非线性快过程的实验,同时测定外加电场对激子-电子相互作用时间的影响,以揭示光学非线性的特性和起源.通过计算机数值计算模拟得出:在没有外加电场作用下,激子-电子相互作用的衰减时间为60ps.由实验结果可以看出外加电场使衰减时间略有延长.     

新型具有低比导通电阻的多超结功率器件结构

提出一种新型多超结LDMOS功率器件,通过在横向和和纵向P柱区与N柱区之间的相互作用降低器件的导通电阻。在这一结构中,多层超结通过相互反向排列而形成,相比于常规超结的二维耗尽,MSJ由于纵向电场调制的作用形成三维耗尽,并且由于深漏的存在,电流分布更好,在各项条件的作用下,漂移区的掺杂浓度得到了提高,降低了器件导通电阻。底层超结的电场屏蔽效应使得该器件达到电荷平衡,由于衬底辅助耗尽效应效应产生的漏区高电场降低了,在漂移区产生一个均匀分布的电场并且获得高击穿电压。通过数值模拟仿真验证表明：在维持高击穿电压的情况下,长12微米的MSJ功率器件的导通电阻相比于同样大小的常规器件降低了42%。     

前视探地雷达合成孔径成像方法的研究

根据前视探地雷达波斜入射,并且经过空气和地下两层介质的特点,提出了基于等效波场和全息成像的频率波数域前视探地雷达合成孔径成像方法。该方法对地面以上的记录剖面用基于全息成像的频率波数域成像方法成像,对地面以下记录剖面的成像,则用地面测线处的等效波场。所提方法把两层介质中的成像问题简化成单层介质中的合成孔径成像问题。对实验数据的处理结果表明,所提方法能有效地提高信杂比,提高目标的方位分辨率。     

四路电压驱动液晶可变光阑的器件性能

为了实现适用性更好的尺寸、椭圆率和中心可变的光阑,本文设计了一种基于四路电压驱动的液晶器件的可变光阑,通过数值计算和实验测试对液晶器件有效光阑区域的特性进行研究。通过数值计算仿真器件分布特性,得到器件不同工作状态的电压条件及光阑中心移动方法的仿真结果;通过光路搭建测试器件的光阑特性,达到了圆形光阑和椭圆光阑分布的效果;对比了移动电场后器件中心的变化与仿真结果。测试结果表明：通过改变电压的幅值和相位的方式可以控制液晶光阑的工作状态。在上下基板电极频率不同、初始相位差不同的条件下基本实现了不同椭圆率的光阑效果。在有效区域内,中心平移测量实际值与仿真结果的平均误差为3.33%。器件基本满足不同孔径通光和场景内移动光阑中心的需求。     

多面开孔腔体孔缝耦合效应研究

为研究任意入射角度平面波对多面开孔腔体的孔缝耦合效应,根据矢量分析和矩形波导内场强分布对等效传输线法进行了改进,计算了多面开孔腔体内任意位置的屏蔽效能。将改进等效传输线法计算结果与CST仿真结果、实验测量结果进行比较,验证了改进等效传输线法的正确性,相比数值计算方法,改进等效传输线法所需计算时间和内存更少。采用改进等效传输线法对相同体积不同尺寸的多面开孔腔体的屏蔽效能进行了研究,结果表明:在相同体积下,腔体为正方体时的屏蔽效能和其他尺寸腔体的屏蔽效能基本一致,但是正方形的屏蔽效能极小值点大大减少,从而减少了电子设备受电磁干扰的几率。