【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜,對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽處理越來(lái)越重要。盡管完全密封的屏蔽腔具有很好的屏蔽效果,但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)屏蔽腔出于某些方面的考慮,比如接線的需要,不能夠做到完全屏蔽,其表面不可避免的要開(kāi)一些孔縫。這些孔縫的存在會(huì)降低屏蔽腔的屏蔽作用,甚至?xí)a(chǎn)生極大的影響,因而對(duì)有孔腔體的屏蔽效應(yīng)研究具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。首先利用等效電路法和電磁拓?fù)淅碚摰幕旌纤惴?Robinson-EMT混合算法)計(jì)算屏蔽腔體的屏蔽效能,由于該算法在頻率高于1.7GHz時(shí)與CST軟件的仿真結(jié)果有較大偏差,為了計(jì)算高頻時(shí)的屏蔽效能,采用了模式匹配法和電磁拓?fù)淅碚摰幕旌纤惴?MMM-EMT混合算法)。MMM-EMT混合算法考慮了高次模時(shí)屏蔽腔體中電磁場(chǎng)的分布情況,提高了電磁拓?fù)渌惴ǖ木_度。MMM-EMT混合算法首先使用模式匹配法對(duì)屏蔽腔體開(kāi)孔處進(jìn)行麥克斯韋方程描述,通過(guò)級(jí)數(shù)展開(kāi)對(duì)不連續(xù)面兩邊的電磁場(chǎng)進(jìn)行近似,然后求解孔縫耦合矩陣,并將獲得的孔縫的散射矩陣運(yùn)用于電磁拓?fù)淅碚撝?最終得到腔體內(nèi)部的電磁場(chǎng)分布。利用MMM-EMT算法對(duì)中心開(kāi)孔、非中心開(kāi)孔以及中心開(kāi)孔縫陣情況下的屏蔽腔體的屏蔽效能進(jìn)行求解,計(jì)算結(jié)果表明MMM-EMT混合算法比Robinson-EMT混合算法更接近CST軟件仿真結(jié)果。時(shí)域有限差分法應(yīng)用于腔體屏蔽效能問(wèn)題時(shí),通常會(huì)遇到半開(kāi)放和開(kāi)放區(qū)域的邊界問(wèn)題,由于計(jì)算資源有限,時(shí)域有限差分法的區(qū)域截?cái)鄬?duì)于計(jì)算精度和計(jì)算速度都有明顯影響,因而論文工作提出了一種模式匹配法和時(shí)域有限差分法的混合算法(MMM-FDTD混合算法)。該混合算法克服了模式匹配法只能用于規(guī)則波導(dǎo)分析的局限性,利用模式匹配法解決時(shí)域有限差分法的邊界問(wèn)題,在保證計(jì)算速度的情況下,提高了算法精確度。最后論文利用MMM-FDTD混合算法對(duì)雙層中心和偏心孔縫腔體的屏蔽效能進(jìn)行求解,算法可行。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN03
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑２．邋２．邋２橫截面對(duì)稱不均勻的波導(dǎo)分析逡逑假設(shè)有不均勻波導(dǎo)，實(shí)物簡(jiǎn)化的模型如圖２－４所示，模式分析時(shí)所使用簡(jiǎn)易示逡逑意圖如圖２－５所示，從左圖到右圖是一個(gè)等效的過(guò)程，把自由空間和孔縫等效為兩逡逑段不同的傳輸線。電磁波傳輸方向與箭頭方向一致，在虛線（Ｚ＝０）處有表示不逡逑連續(xù)分界面Ｓ面。／Ｔ、分別表示不連續(xù)分界面（Ｚ＝０）兩側(cè)Ｉ和ＩＩ區(qū)沿＋Ｚ方向所逡逑傳播的不同模式系數(shù)矩陣，其對(duì)應(yīng)的行波因子用指數(shù)ｅＫｚ＞表示，／）＇＿、／Ｔ分別表示逡逑沿－Ｚ方向所傳播的不同模式系數(shù)矩陣，其對(duì)應(yīng)的行波因子用指數(shù)ｅ（＜ｚ）表示。逡逑ＴＫ．Ｍ邐＼逡逑Ｖ邐Ｔ：逡逑Ｖ－邐邐逡逑圖２－４簡(jiǎn)化模型實(shí)圖邐圖２－５孔縫不連續(xù)處等效模型的局部模型逡逑引入電、磁矢量位函數(shù)Ａｅ、Ａｈ，由其ｚ向分量Ａｅｚ、Ａｈｚ＾以得到波導(dǎo)內(nèi)的橫向逡逑電磁場(chǎng)表達(dá)式：逡逑ｘｚ＋邋－—Ｖ，邐（２－５６）逡逑ＪＣＯ￡邋０２逡逑在圖２所示的Ｉ、丨丨、ＩＩＩ、ＩＶ和Ｖ區(qū)中，磁矢位Ｚ分量可以寫(xiě)作：逡逑ＡＬ邋＝邐［＾ｈｑ邋ｅｘｐ（－ｒｈｑ－７）邋＋邋ｅｘｐ（ｒｈｑｚ）］邐（２－５７）逡逑７＝１逡逑式中：９為模式序號(hào)

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑２．邋２．邋２橫截面對(duì)稱不均勻的波導(dǎo)分析逡逑假設(shè)有不均勻波導(dǎo)，實(shí)物簡(jiǎn)化的模型如圖２－４所示，模式分析時(shí)所使用簡(jiǎn)易示逡逑意圖如圖２－５所示，從左圖到右圖是一個(gè)等效的過(guò)程，把自由空間和孔縫等效為兩逡逑段不同的傳輸線。電磁波傳輸方向與箭頭方向一致，在虛線（Ｚ＝０）處有表示不逡逑連續(xù)分界面Ｓ面。／Ｔ、分別表示不連續(xù)分界面（Ｚ＝０）兩側(cè)Ｉ和ＩＩ區(qū)沿＋Ｚ方向所逡逑傳播的不同模式系數(shù)矩陣，其對(duì)應(yīng)的行波因子用指數(shù)ｅＫｚ＞表示，／）＇＿、／Ｔ分別表示逡逑沿－Ｚ方向所傳播的不同模式系數(shù)矩陣，其對(duì)應(yīng)的行波因子用指數(shù)ｅ（＜ｚ）表示。逡逑ＴＫ．Ｍ邐＼逡逑Ｖ邐Ｔ：逡逑Ｖ－邐邐逡逑圖２－４簡(jiǎn)化模型實(shí)圖邐圖２－５孔縫不連續(xù)處等效模型的局部模型逡逑引入電、磁矢量位函數(shù)Ａｅ、Ａｈ，由其ｚ向分量Ａｅｚ、Ａｈｚ＾以得到波導(dǎo)內(nèi)的橫向逡逑電磁場(chǎng)表達(dá)式：逡逑ｘｚ＋邋－—Ｖ，邐（２－５６）逡逑ＪＣＯ￡邋０２逡逑在圖２所示的Ｉ、丨丨、ＩＩＩ、ＩＶ和Ｖ區(qū)中，磁矢位Ｚ分量可以寫(xiě)作：逡逑ＡＬ邋＝邐［＾ｈｑ邋ｅｘｐ（－ｒｈｑ－７）邋＋邋ｅｘｐ（ｒｈｑｚ）］邐（２－５７）逡逑７＝１逡逑式中：９為模式序號(hào)

邐（２－７２）逡逑為了獲得典型雙端口基本單元的散射矩陣，需要把上述的：＿：個(gè)散射矩陣以特逡逑定得方式組合運(yùn)算，采用的方法就如圖２－７的級(jí)聯(lián)。設(shè)級(jí)聯(lián)前有１邋Ａ兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，逡逑級(jí)聯(lián)之后得到網(wǎng)絡(luò)ｃ。逡逑ＱＫＩ邋ＱＣＩ邐Ｑｉｈ邋ｒｒ／＞逡逑１邋＾１２邋0邋＾１１邋＾１２逡逑－f邋ｓ；２—逡逑Ａｒ，心逡逑圖２－７級(jí)聯(lián)的示意圖逡逑分析可以得到如下方程組：逡逑和＝和邋＋邋私－邋Ｋ品］＿１邋砧＆邐（２－７３）逡逑沁＝茹［／－＃忍］’義邐（２－７４）逡逑Ｓｃ２，＝Ｓｈ２ｉ［／－Ｓ＾Ｘｊ＇ｓ＾邐（２－７５）逡逑Ｓ＾２＝Ｓｈ２２＋Ｓ＾［／－Ｓ＾］＇Ｓ＾Ｘ＿邐（２－７６）逡逑在實(shí)際使用模式匹配法時(shí)，要靈活的將波導(dǎo)分割為一系列基本單元，通過(guò)一逡逑步步級(jí)聯(lián)從而得到整體的廣義散射矩陣。逡逑２．３本章小結(jié)逡逑本章通過(guò)對(duì)不同不均勻情況的波導(dǎo)使用模式匹配法進(jìn)行分析，推導(dǎo)了各個(gè)情逡逑況的下的匹配方程組，著重介紹分支波導(dǎo)的模式方程推導(dǎo)過(guò)程，方程的直接求逆逡逑求解以及在求解過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的相對(duì)收斂現(xiàn)象。在介紹了分支波導(dǎo)之后對(duì)橫逡逑截面不均勻的波導(dǎo)分兩種情況來(lái)推導(dǎo)，由于本文要將該方法用于有孔縫的屏蔽腔逡逑分析，直接對(duì)實(shí)際的研宄物體簡(jiǎn)化為對(duì)有對(duì)稱性的不均勻分支波導(dǎo)分析。在模式逡逑匹配法中常常取帶匹配面的兩邊的本征模來(lái)分別展開(kāi)匹配面上的場(chǎng)

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本文編號(hào)：2747852