【摘要】：HEMP（高空核爆電磁脈沖）具有超強(qiáng)的電磁能量，能夠干擾甚至毀壞覆蓋范圍內(nèi)的電子系統(tǒng)。隨著車輛電子信息化程度的不斷提高，車輛內(nèi)部集成的電子系統(tǒng)越來越多，極易受到HEMP的干擾，影響車輛的機(jī)動性與安全性。車窗、設(shè)備孔縫和線纜是車輛電子設(shè)備引入外部電磁干擾的主要途徑，也是電磁脈沖防護(hù)設(shè)計需要考慮的主要環(huán)節(jié)。研究HEMP環(huán)境下車窗、設(shè)備孔縫和線纜的屏蔽技術(shù)及其防護(hù)效能，是進(jìn)行車輛HEMP防護(hù)設(shè)計與工程實施的前提和基礎(chǔ)，具有重要的理論與應(yīng)用價值。 針對車窗屏蔽主要研究金屬網(wǎng)屏蔽技術(shù)，利用傳輸線法計算單孔和均勻孔陣金屬腔體的屏蔽效能，確定網(wǎng)孔形狀以及絲徑、網(wǎng)孔尺寸對屏蔽效能的影響；利用非均勻金屬網(wǎng)代替均勻金屬網(wǎng)，使車窗屏蔽做到既不影響駕駛員視線又具有較好的屏蔽效能，并通過試驗與CST仿真驗證非均勻金屬網(wǎng)的有效性；建立兩種金屬網(wǎng)屏蔽某型車車窗的CST模型，由于本文研究的金屬網(wǎng)屏蔽技術(shù)主要應(yīng)用于車窗屏蔽，主要用于抑制駕駛艙內(nèi)部的電磁干擾，因此簡化整車仿真模型，只取駕駛艙為建模對象，仿真分析在HEMP環(huán)境下，某型車駕駛室內(nèi)部的儀表盤、收音機(jī)、車內(nèi)中心、駕駛員位置處的電場強(qiáng)度及屏蔽效能，驗證了非均勻金屬網(wǎng)的屏蔽效果。 針對電子設(shè)備屏蔽主要研究設(shè)備殼體散熱孔屏蔽問題，采用外加金屬腔和金屬波導(dǎo)兩種方式，理論計算外加腔體長度以及波導(dǎo)厚度、尺寸、長度對屏蔽效能的影響；建立電子設(shè)備外加金屬腔以及外加波導(dǎo)的CST仿真模型，對比分析它們的屏蔽效能，確定波導(dǎo)具有較好的屏蔽效能；設(shè)計波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，建立金屬波導(dǎo)屏蔽車殼前方散熱孔的仿真模型，由于本文將波導(dǎo)屏蔽技術(shù)應(yīng)用于車殼前方的散熱孔，主要用于抑制發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部的電磁干擾，因此簡化整車仿真模型，只取發(fā)動機(jī)艙為CST建模對象，分析發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部的發(fā)動機(jī)、ECU、散熱器位置處的屏蔽效能。 針對線纜屏蔽主要研究部分裸露屏蔽線問題，通過試驗與CST仿真方法研究HEMP環(huán)境下裸露長度對屏蔽線電磁干擾的影響，在CST仿真建模方面，將理論計算的屏蔽層轉(zhuǎn)移阻抗導(dǎo)入到仿真模型中，得到屏蔽層特性；仿真分析HEMP環(huán)境下裸露端屏蔽層接地、屏蔽線總長度、芯線半徑對裸露端干擾電壓的影響；建立某型車發(fā)動機(jī)艙仿真模型，并分析車上節(jié)氣門傳感器線纜防護(hù)前后的干擾電壓；計算屏蔽線的特性阻抗，分析不同負(fù)載阻抗（包括特性阻抗）時線纜末端的干擾電壓與屏蔽效能。 論文主要貢獻(xiàn)包括： （1）利用非均勻金屬網(wǎng)代替均勻金屬網(wǎng)屏蔽車窗，在駕駛員正前方、倒車鏡附近等影響駕駛員視線的位置安裝較大網(wǎng)孔金屬網(wǎng)，其它不影響駕駛員視線的車窗位置安裝較小網(wǎng)孔金屬網(wǎng)；簡化某型車殼體結(jié)構(gòu)并建立仿真分析模型，仿真數(shù)據(jù)表明非均勻金屬網(wǎng)在兼顧了對駕駛員視線影響的同時又具有較好的屏蔽效能。 （2）設(shè)計了某型車殼體前方散熱孔的屏蔽波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，簡化某型車殼體結(jié)構(gòu)并建立發(fā)動機(jī)艙仿真分析模型，仿真分析HEMP環(huán)境下發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部的發(fā)動機(jī)、ECU、散熱器位置處的屏蔽效能。 （3）分析屏蔽層裸露長度、屏蔽層裸露端接地等因素對干擾電壓的影響；以實際尺寸的節(jié)氣門位置傳感器線纜為研究對象，結(jié)合某型車實際結(jié)構(gòu)，仿真分析不同負(fù)載阻抗下線纜引入的干擾電壓與屏蔽效能。結(jié)論表明為提高線纜的防護(hù)能力，要盡量避免屏蔽線的裸露，若無法避免也要盡量做到屏蔽層兩端接地；在保證全屏蔽的要求下，可以通過設(shè)計屏蔽層參數(shù)，進(jìn)一步降低電磁干擾。 上述工作對車輛電磁屏蔽技術(shù)的防護(hù)效能進(jìn)行了研究，為屏蔽技術(shù)的選擇、設(shè)計與實施提供了參考方案，具有很好的實用價值。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U463.6;TN03
【圖文】：

地尺寸為240cm 120cm，光纖測試系統(tǒng)中包括用于監(jiān)測電場值的場強(qiáng)儀徑為6cm，高為2.6cm ，該測試系統(tǒng)符合GB/T 17626.4要求，其有效性5]。在有界波模擬器的工作區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生的 HEMP 環(huán)境近似為平面波，可以面波輻照下被測設(shè)備的電磁效應(yīng)。這個系統(tǒng)在后面章節(jié)中主要用于測試金的屏蔽效能及電磁干擾。

圖 3.1 電磁波輻射單孔矩形金屬腔體模型5 4(1 ln )4et ww wt ……………………當(dāng) / 2ew b時，1242os241 1 ( / )120 ln 21 1 ( / )eew bZw b ……………對于孔縫等效阻抗apZ 的計算，由孔縫末端向其中心處作等效，并考體間的耦合因素（ l /a ），然后確定孔縫的等效阻抗為0ostan2 2apj lk lZ Za ……………………其中0k 2 / ， 為自由空間電磁波的波長。利用戴維南等效定理，電壓源1U 和阻抗1Z 由平面波電磁脈沖等效電

'c cU U……………………時，C 點前后的等效負(fù)載均為0Z ，則 C 點處的電壓0 0/ 2cU U…………………矩形腔體屏蔽效能為0 020 lg / 20 lg 2 /c c cSE U U U U……的矩形腔體屏蔽效能形金屬腔體中有多種傳播模式mnTE ，但由于矩形金腔體內(nèi)部激發(fā)模式中，10TE 模占絕大部分，因此在計體的尺寸為 a b d 300mm 120mm 300mm，壁m 10mm，平面波于孔正前方垂直極化照射，計算真模型，該模型參照圖 3.1（a）建立，計算腔體中心

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2748532