带细缝屏蔽腔体耦合特性的仿真研究

带细缝屏蔽腔体耦合特性的分析对电子产品的设计、电子产品电磁兼容的预测具有重要的理论价值和应用价值.应用三维FDTD建模计算带细缝屏蔽体在外部干扰源作用下,屏蔽体内部的电场情况.当采用增强数值算法处理细缝时,计算的空间网格尺寸划分比腔体细缝尺寸大,可以减少计算时间和计算机CPU与内存资源利用率,所以本文应用了FDTD中的增强数值算法进行仿真研究,并得出结果进行分析.     

金属屏蔽盒强瞬态电场屏蔽效能实验

基于实验室的强电磁脉冲(EMP)模拟器、强瞬态三维电场测量系统和弱瞬态电场测量系统,本文对带孔金属屏蔽盒强电磁脉冲屏蔽特性进行了系统的研究,提出应用时域电场强度最大值评估金属屏蔽盒的强瞬态电场屏蔽效能.基于快速傅里叶变换(FFT)本文还对带孔金属盒的强瞬态电场频域屏蔽效能进行了分析.     

一种求解屏蔽电缆场线耦合问题的混合方法

为了克服求解屏蔽电缆电磁耦合问题传统方法的缺点,研究了一种将电磁场时域有限差分方法(FDTD)和传输线理论相结合的混合求解方法。将屏蔽电缆的场线耦合模型分解为内系统和外系统,分别应用场的方法和等效路的方法进行求解。在外系统的求解中,考虑了有耗土壤和屏蔽层接地方式对屏蔽层响应的影响。内系统求解中对传输线方程应用FDTD方法得到了芯线响应的时域解。利用该混合方法研究了外部电磁脉冲干扰对近地铺设屏蔽同轴电缆芯线的影响,并与相关实测结果进行了对比分析,验证了计算结果的正确性。     

屏蔽电缆参数计算及屏蔽层与芯线间的串扰

为分析线缆间的串扰问题,基于有限元软件ANSYS分析了屏蔽电缆周围的电磁场分布,通过计算导体所带电荷量以及磁链,求得了多导体传输线系统的电感电容矩阵。针对位于地面上方的屏蔽电缆系统提出了一种新的表示其传输线参数的模型,即以大地为参考导体,建立包括芯线、屏蔽层、大地的统一模型,计算其相应的传输线参数;运用所得屏蔽电缆的传输线参数,结合传输线时域有限差分(FDTD)法,仿真分析了屏蔽电缆屏蔽层中的电压、电流在电缆芯线中的耦合响应问题;基于实验室研究设备,对同轴电缆屏蔽层与芯线之间的耦合问题进行了实验测量,验证了理论研究的正确性。     

罗氏线圈磁屏蔽盒的设计与研究

罗氏线圈受制造工艺等因素限制,其测量精度易受外界磁场干扰。对此,基于罗氏线圈工作原理与磁干扰分析设计了一种全新的罗氏线圈磁屏蔽盒。在实验室环境下,应用全、半屏蔽盒于正常信号衰减测试、模拟相间工频干扰测试、铁心振动干扰测试,并借助Ansys Maxwell对磁屏蔽盒仿真,考虑屏蔽盒材料,半、全屏蔽盒对正常信号获取以及抗磁干扰中的影响,实验结果表明:在获取正常信号方面,低频电流下添加屏蔽盒后信号衰减较为明显,而在高频电流条件下添加屏蔽盒后信号衰减较小;同时,添加了屏蔽盒后抗磁干扰能力大幅提升。仿真结果表明全屏蔽盒屏蔽性能更优,磁屏蔽盒采用硅钢材料将进一步提升正常信号获取能力。文中设计的磁屏蔽盒可应用于测量高频电流,并可根据外界磁干扰选择全、半屏蔽盒,有效地改善罗氏线圈测量精度。     

高次模传输线法分析有孔双层屏蔽腔体屏蔽效能

采用考虑了腔内高次模的传输线方法分析了有孔屏蔽腔体的屏蔽效能,与时域有限差分法(FDTD)结果的比较证明了它的有效性。把该方法扩展到双层屏蔽腔内电场的屏蔽系数的计算,它与单层屏蔽腔内屏蔽系数的比较表明:采用双层屏蔽使得腔体的屏蔽效能大为提高。进一步把单个孔缝推广为具有一定隔距、相同形状且轴对称分布的孔缝阵列,结果表明:在单层屏蔽腔体中,保持孔缝总面积不变时,随着孔阵中孔缝数量的递增,单层屏蔽腔体的屏蔽效能逐步的提高;把屏蔽腔体的单层孔阵改进为双层孔阵后,腔体的屏蔽效能随孔缝数量递增时的提高幅度,整体上比单层孔阵时的提高幅度要大。因此,把单层屏蔽改进为双层屏蔽,或者保持孔缝总面积不变时增加孔缝数量都可以有效地提高屏蔽效能。     

超导环向场磁体线圈盒对磁场的屏蔽效应

研究了超导环向场磁体线圈盒对磁场的屏蔽效应，通过将线圈盒上的磁场分解为两个垂直的分量可以求得磁场两个分量在线圈盒中感应的涡流，线圈盒对磁场的屏蔽效应则与涡流产生的磁场有关，研究结果表明，线圈盒对磁场的屏蔽效应因磁场的方向不同有很大的差别，线圈盒切向磁场的渗透呈现较强的屏蔽效应。     

屏蔽套内雷电感应电压分析

为了研究直击雷的雷电流沿金属管传输时在3种不同材质屏蔽管内的金属线上产生的感应电压,笔者应用一个简单的电阻电路图,对3种不同金属屏蔽管内金属线上的感应电压进行分析、计算,得到不同的感应电压数值,并对电子设备防雷提出了建议.数值计算结果表明,影响导线上感应电压的关键因素是屏蔽管的转移阻抗,不同金属材质屏蔽管的屏蔽效果有差异.     

瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理

为了研究瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理,提出了区域分解时域有限差分法。基于法拉第定律的积分形式推导出了圆柱坐标系下三角形网格内磁场分量的FDTD差分方程,获得了屏蔽电缆不同截面上电磁场分布和屏蔽层上电流密度分布的规律。初步研究表明快速瞬态电磁场难以透过电缆屏蔽层耦合电缆芯线,缝隙耦合可能是瞬态电磁场耦合电缆的主要途径。     

有限宽金属平板对工频磁场的屏蔽

为了定量评估金属平板对工频磁场的屏蔽效果,在阐述了理想导磁材料和理想导电材料的磁场屏蔽原理基础上,基于无限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式,通过计算域映射,推导了有限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式.通过仿真分析了对称三相传输线屏蔽系统,讨论了导线组排列位置、屏蔽材料类型对屏蔽效果的影响.结果表明,采用解析式,可对有限宽金属平板的屏蔽效果进行快速计算,其准确性和计算效率优于现有电磁场分析软件所采用的数值求解方法,可对实际屏蔽系统的设计提供参考.