對于復雜電磁干擾環(huán)境,電子設備的電磁兼容特性(Electromagnetic Compatibility,EMC)尤為重要。在電子設備出產之前,其EMC特性必須通過國家規(guī)定的相關電磁兼容測試,這對電子設備元器件中屏蔽電磁輻射的屏蔽腔體提出了極高的要求。如果在測試過程中才發(fā)現(xiàn)屏蔽腔體存在電磁兼容問題從而進行整改必然費時費力。因此,在設計階段就對屏蔽腔體進行EMC分析和結構整改顯得尤為重要。本文針對屏蔽腔體的多種EMC特性解析算法進行了深入研究,同時提出了一種新的仿真方法,并采用仿真軟件分析了屏蔽腔體的多種結構參數(shù)對其EMC特性的影響。本文的主要研究工作有:(1)基于廣義邊界條件推導出孔陣結構透射、反射系數(shù)的解析表達式,利用透射、反射系數(shù)的解析表達式推導了孔陣結構屏蔽效能解析算法,并利用數(shù)值仿真軟件對透射、反射系數(shù)的解析表達式以及屏蔽效能解析算法進行了驗證。利用推導的解析算法以及數(shù)值仿真軟件,分析了孔陣結構的相關結構參數(shù)對其EMC特性的影響規(guī)律。(2)Robinson解析算法可以快速、準確預測開孔腔體的屏蔽效能,該算法雖經多次擴展,但適用范圍仍有較大局限。本文對Robinson解析算法進行了進一步擴展,使之能夠計算任意位置開孔時腔體內部任意點的屏蔽效能。此外,還對Robinson原始及擴展解析算法的準確性進行了分析,研究了觀測點與開孔之間的距離參數(shù)對其準確性的影響,并推導出由屏蔽腔體結構參數(shù)構成的原始及擴展解析算法的準確性評價公式。(3)基于微擾原理推導出開孔腔體諧振頻率的解析算法,并用仿真方法和實驗測試驗證了該算法的準確性。對于因裝配導致的貫穿形式長縫隙,因其長度尺寸較大不能使用諧振頻率解析算法對其進行分析,本文運用仿真軟件對貫穿形式長縫隙的多種結構參數(shù)進行了分析,總結出縫隙的結構參數(shù)對其電磁諧振特性的影響規(guī)律。(4)對于以PCB為內部干擾源的屏蔽腔體,本文提出了研究其EMC特性的全波仿真方法。將實際PCB模型文件導入電磁仿真軟件,通過仿真計算獲得PCB電磁輻射能量,再將PCB電磁輻射能量導入腔體做為內部干擾源,通過仿真計算即可得到包含PCB和屏蔽腔體的全波EMC特性�；谝詫嶋HPCB作為內部干擾源的屏蔽腔體全波仿真方法,本文同時分析了屏蔽腔體多種結構參數(shù)對其電磁屏蔽效能的影響�；谏鲜鰩醉椦芯績热�,本文的主要創(chuàng)新點在于:(1)提出了一種預測開孔腔體屏蔽效能的Robinson擴展解析算法。原始Robinson算法僅能計算中心開孔時開孔中軸線上觀測點的屏蔽效能,擴展解析算法則可計算任意開孔條件下腔體內部任意位置的屏蔽效能,因此其適用范圍更廣,實用性更強。(2)提出一種開孔腔體諧振頻率的解析算法。封閉腔體的諧振頻率可由經典公式得出,但腔體表面的開孔會使得諧振頻率發(fā)生偏移,經典公式將不再適用。本文基于微擾原理,得出開孔對諧振頻率產生的偏移量,從而推導出開孔屏蔽腔體的諧振頻率解析算法。(3)提出一種以PCB做為內部干擾源的屏蔽腔體EMC全波仿真方法。對屏蔽腔體進行EMC分析所采取的內部源大多為單極子天線、偶極子天線或耦合微帶線,這些內部源并不能較好地模擬實際內部干擾源。本文提出將實際PCB電磁輻射能量導入腔體做為內部干擾源,再通過數(shù)值仿真獲取其EMC特性。這種全波仿真方法更能模擬實際內部干擾源,因此具有更高的準確性。本文提出的解析算法和全波仿真方法可在設計階段就對屏蔽腔體進行EMC分析和結構整改。根據(jù)本文的分析、仿真以及實驗可總結出屏蔽腔體的諸多結構參數(shù)對其EMC特性之間的影響規(guī)律,該規(guī)律可為屏蔽腔體的電磁理論分析與實際生產加工提供一定的建議。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TN03
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的提出和研究目的
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 孔陣結構屏蔽效能解析算法的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 開孔腔體屏蔽效能解析算法的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 屏蔽腔體電磁諧振現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 屏蔽腔體 EMC 數(shù)值仿真的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內容以及創(chuàng)新點
第二章 基于透射和反射系數(shù)的孔陣結構屏蔽效能解析算法研究
    2.1 分析孔陣金屬板透射系數(shù)和反射系數(shù)的必要性
    2.2 傳統(tǒng)邊界條件和廣義邊界條件
    2.3 孔陣金屬板透射、反射系數(shù)解析算法的推導
        2.3.1 電磁波垂直入射
        2.3.2 TE波斜入射
        2.3.3 TM波斜入射
    2.4 解析算法和數(shù)值仿真的結果對比
    2.5 基于透射、反射系數(shù)的孔陣結構屏蔽效能解析算法研究
    2.6 本章小結
第三章 腔體屏蔽效能ROBINSON解析算法的擴展及其準確性分析
    3.1 開孔屏蔽腔體屏蔽效能解析算法的擴展分析
        3.1.1 擴展解析算法的推導過程
        3.1.2 擴展解析算法的準確性驗證
        3.1.3 擴展解析算法的相關討論
    3.2 觀測點位置與解析算法準確性之間的關系研究
        3.2.1 頻率與機箱深度對p取值的影響
        3.2.2 p解析公式的推導過程
        3.2.3 p解析公式的準確性研究
    3.3 本章小結
第四章 屏蔽腔體電磁諧振特性的解析算法研究及數(shù)值仿真分析
    4.1 對屏蔽腔體諧振點處EMC特性進行分析的必要性
    4.2 基于微擾原理的屏蔽腔體諧振頻率解析算法推導及其準確性驗證
        4.2.1 屏蔽腔體諧振頻率的解析算法推導過程
        4.2.2 解析算法的準確性驗證及數(shù)值仿真分析
        4.2.3 解析算法的實驗驗證
        4.2.4 對屏蔽腔體諧振頻率解析算法的討論
    4.3 貫穿形式長縫隙的電磁諧振現(xiàn)象數(shù)值仿真分析
        4.3.1 極化角度與縫隙的放置方式
        4.3.2 縫隙結構參數(shù)與電磁諧振點頻率之間的關系
    4.4 本章小結
第五章 以實際PCB作為內部干擾源的屏蔽腔體全波仿真分析
    5.1 基于內部干擾源的屏蔽腔體EMC特性分析的必要性
    5.2 仿真環(huán)境介紹
    5.3 以PCB作為內部干擾源的屏蔽腔體全波仿真方法
        5.3.1 全波仿真方法的步驟
        5.3.2 不同內部干擾源所得結果的對比
        5.3.3 開孔參數(shù)對電子設備屏蔽內部電磁輻射能力的影響
    5.4 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻
科研經歷
攻讀博士學位期間取得的成果

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 崔明;魏明;陳翔;孫嬌;;采用寬帶同軸裝置的材料屏蔽效能測試[J];科學技術與工程;2013年21期

2 劉川 ,蔣全興;利用屏蔽室壁面的標準測試窗口測量孔縫泄漏及材料的屏蔽效能[J];安全與電磁兼容;2002年02期

3 Laird Technolkgies;較大孔洞對屏蔽效能的減弱作用[J];安全與電磁兼容;2002年04期

4 夏昌明,劉峰,周力;金屬腔體屏蔽效能的預測[J];電子質量;2003年11期

5 段玉平,劉順華,管洪濤,郭輝進,劉軍民;縫隙對金屬網(wǎng)屏蔽效能的影響[J];安全與電磁兼容;2004年04期

6 梁曉兵,高新華,饒章權,余軍,王建國,周文俊,張磊;開窗對金屬板屏蔽小室穩(wěn)態(tài)屏蔽效能影響的對比測試[J];電測與儀表;2005年02期

7 石丹;沈遠茂;高攸綱;;確定多層平板屏蔽體屏蔽效能的簡便方法[J];北京郵電大學學報;2008年02期

8 徐亮;;縫隙對屏蔽效能的影響分析[J];信息與電子工程;2008年03期

9 路宏敏;羅朋;劉國強;余志勇;;有孔陣矩形機殼屏蔽效能研究[J];兵工學報;2009年06期

10 郭東義;石立華;郭曜華;張杰;;基于頻響函數(shù)測量脈沖磁場屏蔽效能的新方法[J];信息與電子工程;2010年01期

相關博士學位論文 前4條

1 范杰清;復雜金屬腔體高功率微波耦合效應研究[D];華北電力大學;2015年

2 周超;基于高強度輻射場的民用航空器機身電磁屏蔽特性研究[D];電子科技大學;2014年

3 劉恩博;屏蔽腔體EMC特性的解析算法及仿真方法研究[D];電子科技大學;2015年

4 石丹;傳輸線理論在電磁干擾防護技術中的若干應用[D];北京郵電大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 馬整平;基于空間場部件屏蔽效能測試影響因素的研究[D];西安電子科技大學;2011年

2 吳冬燕;電磁屏蔽服屏蔽效能的影響因素研究[D];蘇州大學;2015年

3 史曉寧;基于屏蔽室法的材料電磁屏蔽效能的簡易測試方法及影響因素分析[D];華北電力大學;2015年

4 王慧霞;三明治型復合功能板材的開發(fā)與性能研究[D];河北科技大學;2014年

5 李良賓;傳輸線理論在屏蔽防護中的應用[D];西安電子科技大學;2014年

6 林志斌;混響室環(huán)境下屏蔽效能的仿真技術研究[D];南京航空航天大學;2014年

7 孫瑞麗;基于計算機模擬的電磁屏蔽服裝孔縫區(qū)域屏蔽效能的研究[D];中原工學院;2015年

8 陳玉娜;毛針織電磁屏蔽織物屏蔽效能的影響因素研究[D];中原工學院;2015年

9 鄭倩雪;基于FDTD的防電磁輻射服裝局部區(qū)域屏蔽效能研究[D];中原工學院;2015年

10 張麗;含孔陣金屬箱體的屏蔽效能分析[D];西安電子科技大學;2010年

本文編號：2873699