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.     

孔缝对内置电路板壳体屏蔽效能的影响

电子设备屏蔽效能的好坏直接影响着电路系统的电磁兼容性能,而其金属壳体上的孔缝造成的电磁泄漏是一个不容忽视的问题。以内置电路板的开缝屏蔽壳体为研究对象,应用FEM(有限元法)分析了不同的孔缝尺寸、电路板尺寸、电路板位置对壳体屏蔽效能的影响。并进一步研究了电路板上金属微带线受电磁干扰信号影响而产生感应电流的变化规律:走线越长,离缝隙越近,感应电流数值越大,其峰值出现在腔体的谐振频率处。根据计算结果,提出了优化设计屏蔽腔及其腔内电子设备的建议。本文研究对于更为有效地利用金属壳体防御电磁干扰,提高系统电磁兼容性具有指导意义。     

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.     

孔缝对电磁屏蔽效能的影响

利用时域有限差分法（FDTD）研究了电磁兼容系统中的孔缝耦合问题,介绍了FDTD方法的原理,并通过计算机建模分析了孔缝的形状、大小对电力设备电磁屏蔽效能的影响,最后利用屏蔽效能的统计定义,讨论了屏蔽效能的特点和规律。     

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.     

基于有限元方法的波导管结构电磁屏蔽屏蔽效能分析

提出一种在屏蔽箱体孔缝结构的外部增加截止波导管结构的方法,利用截止波导管对高频电磁波的衰减作用来提高屏蔽箱体屏蔽效能。基于有限元法分别对截止波导管的长度、厚度及其形状进行仿真,仿真结果表明:在0.1 GHz~1 GHz频率范围内,随着截止波导管长度及厚度的增加屏蔽箱体屏蔽效能提高15d B以上,圆形和矩形截止波导管对屏蔽效能影响不大。根据实际情况合理选择截止波导管的长度及厚度可以提高微弱信号处理电路的电磁抗干扰能力。     

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.     

孔缝结构对电磁屏蔽的影响

介绍屏蔽设计原理和屏蔽效能的计算及测试方法,针对电磁兼容性设计中孔缝结构对电磁屏蔽效能的影响进行分析,在屏蔽效能设计阶段提出了实用的设计方法和建议,指出合理设计对电磁屏蔽具有十分重要的意义。通过仿真和工程实例中线路和结构设计两方面的技术介绍,分析孔缝效应的形成机制和应采取的有效技术手段。     

复杂矩形腔屏蔽效能分析

提高武器系统和设备对电磁脉冲的防护能力意义重大,而屏蔽技术则是防护电磁干扰的主要手段。介绍了屏蔽原理,建立了双层和带有分仓的孔缝矩形屏蔽腔的物理模型,使用有限元软件仿真计算了其屏蔽效能和腔体的谐振频率。结果表明:与单层屏蔽腔相比,双层屏蔽腔有着更高的屏蔽效能;分仓可以提高其内部空间的屏蔽效能。这对屏蔽体的设计和提高设备对电磁脉冲的防护能力具有一定的理论价值和实际意义。     

有孔双层屏蔽腔体屏蔽效能的多模分析方法

孔阵后,腔体的屏蔽效能也有明显提高.对内孔缝位置和腔体尺寸的分析表明:内孔缝位置对屏蔽系数的影响不明显,但随着腔体尺寸的递增,屏蔽系数的统计均值有递增趋势.     

Shielding effectiveness of rectangular cavity made of a new shielding material and resonance suppression

New shielding material has become an alternative to traditional metal to shield boxes from electromagnetic interferences. This article introduces the theory of transmission line method to study the shield boxes made of a new sort of material, and then expands the fundamental formulas to deal with the cases of multiple holes and polarization with arbitrary angle. By means of genetic algorithms with the aid of a three dimensional simulation tool, the damping of electromagnetic resonances in enclosures is researched. The computation indicates that under resonant frequency, electromagnetic resonance results in low, even negative shielding coefficient; whereas, for the same areas, shielding effectiveness of a single hole is worse than that of multiple holes. Shielding coefficient varies when polarization angle increases, and the coupled field through the rectangular aperture with the long side parallel to the thin wire is much weaker than that with the long side vertical to the thin wire. By using the metallic-loss dielectric layer of optimized calculation on the internal surface of the cavity, the best result of resonance suppression has been realized with the same thickness of coating. Finally, according to the calculation result, suggestions for shielding are proposed.     

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。     

基于HFSS的有孔屏蔽体的屏蔽效能分析

为了解腔体结构和孔缝对屏蔽效能的影响,寻找提高屏蔽效能的方法,在建立单层腔体的物理模型的基础上对单腔做了改进,建立孔阵和带有分仓的矩形腔体模型,使用有限元仿真软件HFSS对屏蔽效能进行仿真和分析。结果表明:分仓可以使腔体内仓的屏蔽效能提高,但对外仓的屏蔽效能影响不大,而且分仓会使主谐频率发生偏移;在保持孔缝面积不变的情况下,孔阵的屏蔽效能比单腔要好,而且缝隙长宽比越小,屏蔽效能越好。     

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.     

偏心孔缝箱体屏蔽效能电磁拓扑分析算法

基于电磁拓扑理论,对Robinson等效电路模型进行改进,提出了箱体屏蔽效能分析的电磁拓扑算法.该算法将孔缝等效为二端口网络,通过散射矩阵准确地描述了箱体内部场的行驻波态,实现了内外场耦合的准确建模;结合偏心孔缝箱体分析理论,求解偏心孔缝散射矩阵,进而实现了偏心孔缝箱体的屏蔽效能分析.在0～2 GHz频域内,分别对偏心单孔和孔阵箱体的屏蔽效能进行了仿真,通过与软件CST数值结果的对比,验证了算法的有效性.最后采用该算法详细分析了孔缝宽度、测试点距离、入射极化角和入射方位角对单孔箱体屏蔽效能的影响.     

金属材料低频磁场屏蔽效能研究

通过分析低频电磁波的屏蔽效能公式,综合考虑材料电磁、物理等特性,选取了五种金属作为屏蔽机箱的材料.分别测试了材料的电导率和相对磁导率,通过屏蔽公式和仿真软件比较了它们的低频磁场屏蔽效能.选用三种金属加工成屏蔽机箱,进行低频磁场屏蔽效能.测试机箱的低频磁场屏蔽效能实测结果与仿真结果基本一致.结果表明:坡莫合金对低频磁场的屏蔽效能最好,0Cr13不锈钢屏蔽效能比坡莫合金稍差,但比其他材料要好,而且其性价比高,可以用于一些需要一定低频磁场屏蔽的场合.     

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。