對(duì)于復(fù)雜電磁干擾環(huán)境,電子設(shè)備的電磁兼容特性(Electromagnetic Compatibility,EMC)尤為重要。在電子設(shè)備出產(chǎn)之前,其EMC特性必須通過(guò)國(guó)家規(guī)定的相關(guān)電磁兼容測(cè)試,這對(duì)電子設(shè)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(cè)試過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)屏蔽腔體存在電磁兼容問(wèn)題從而進(jìn)行整改必然費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此,在設(shè)計(jì)階段就對(duì)屏蔽腔體進(jìn)行EMC分析和結(jié)構(gòu)整改顯得尤為重要。本文針對(duì)屏蔽腔體的多種EMC特性解析算法進(jìn)行了深入研究,同時(shí)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(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)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(dǎo)出孔陣結(jié)構(gòu)透射、反射系數(shù)的解析表達(dá)式,利用透射、反射系數(shù)的解析表達(dá)式推導(dǎo)了孔陣結(jié)構(gòu)屏蔽效能解析算法,并利用數(shù)值仿真軟件對(duì)透射、反射系數(shù)的解析表達(dá)式以及屏蔽效能解析算法進(jìn)行了驗(yàn)證。利用推導(dǎo)的解析算法以及數(shù)值仿真軟件,分析了孔陣結(jié)構(gòu)的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其EMC特性的影響規(guī)律。(2)Robinson解析算法可以快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)開(kāi)孔腔體的屏蔽效能,該算法雖經(jīng)多次擴(kuò)展,但適用范圍仍有較大局限。本文對(duì)Robinson解析算法進(jìn)行了進(jìn)一步擴(kuò)展,使之能夠計(jì)算任意位置開(kāi)孔時(shí)腔體內(nèi)部任意點(diǎn)的屏蔽效能。此外,還對(duì)Robinson原始及擴(kuò)展解析算法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了分析,研究了觀測(cè)點(diǎn)與開(kāi)孔之間的距離參數(shù)對(duì)其準(zhǔn)確性的影響,并推導(dǎo)出由屏蔽腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)成的原始及擴(kuò)展解析算法的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)公式。(3)基于微擾原理推導(dǎo)出開(kāi)孔腔體諧振頻率的解析算法,并用仿真方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了該算法的準(zhǔn)確性。對(duì)于因裝配導(dǎo)致的貫穿形式長(zhǎng)縫隙,因其長(zhǎng)度尺寸較大不能使用諧振頻率解析算法對(duì)其進(jìn)行分析,本文運(yùn)用仿真軟件對(duì)貫穿形式長(zhǎng)縫隙的多種結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析,總結(jié)出縫隙的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其電磁諧振特性的影響規(guī)律。(4)對(duì)于以PCB為內(nèi)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(shí)際PCB模型文件導(dǎo)入電磁仿真軟件,通過(guò)仿真計(jì)算獲得PCB電磁輻射能量,再將PCB電磁輻射能量導(dǎo)入腔體做為內(nèi)部干擾源,通過(guò)仿真計(jì)算即可得到包含PCB和屏蔽腔體的全波EMC特性�；谝詫�(shí)際PCB作為內(nèi)部干擾源的屏蔽腔體全波仿真方法,本文同時(shí)分析了屏蔽腔體多種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其電磁屏蔽效能的影響�；谏鲜鰩醉�(xiàng)研究?jī)?nèi)容,本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:(1)提出了一種預(yù)測(cè)開(kāi)孔腔體屏蔽效能的Robinson擴(kuò)展解析算法。原始Robinson算法僅能計(jì)算中心開(kāi)孔時(shí)開(kāi)孔中軸線上觀測(cè)點(diǎn)的屏蔽效能,擴(kuò)展解析算法則可計(jì)算任意開(kāi)孔條件下腔體內(nèi)部任意位置的屏蔽效能,因此其適用范圍更廣,實(shí)用性更強(qiáng)。(2)提出一種開(kāi)孔腔體諧振頻率的解析算法。封閉腔體的諧振頻率可由經(jīng)典公式得出,但腔體表面的開(kāi)孔會(huì)使得諧振頻率發(fā)生偏移,經(jīng)典公式將不再適用。本文基于微擾原理,得出開(kāi)孔對(duì)諧振頻率產(chǎn)生的偏移量,從而推導(dǎo)出開(kāi)孔屏蔽腔體的諧振頻率解析算法。(3)提出一種以PCB做為內(nèi)部干擾源的屏蔽腔體EMC全波仿真方法。對(duì)屏蔽腔體進(jìn)行EMC分析所采取的內(nèi)部源大多為單極子天線、偶極子天線或耦合微帶線,這些內(nèi)部源并不能較好地模擬實(shí)際內(nèi)部干擾源。本文提出將實(shí)際PCB電磁輻射能量導(dǎo)入腔體做為內(nèi)部干擾源,再通過(guò)數(shù)值仿真獲取其EMC特性。這種全波仿真方法更能模擬實(shí)際內(nèi)部干擾源,因此具有更高的準(zhǔn)確性。本文提出的解析算法和全波仿真方法可在設(shè)計(jì)階段就對(duì)屏蔽腔體進(jìn)行EMC分析和結(jié)構(gòu)整改。根據(jù)本文的分析、仿真以及實(shí)驗(yàn)可總結(jié)出屏蔽腔體的諸多結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)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(shí)際生產(chǎn)加工提供一定的建議。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 孔陣結(jié)構(gòu)屏蔽效能解析算法的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 開(kāi)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?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 基于透射和反射系數(shù)的孔陣結(jié)構(gòu)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(dǎo)
        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(jié)果對(duì)比
    2.5 基于透射、反射系數(shù)的孔陣結(jié)構(gòu)屏蔽效能解析算法研究
    2.6 本章小結(jié)
第三章 腔體屏蔽效能ROBINSON解析算法的擴(kuò)展及其準(zhǔn)確性分析
    3.1 開(kāi)孔屏蔽腔體屏蔽效能解析算法的擴(kuò)展分析
        3.1.1 擴(kuò)展解析算法的推導(dǎo)過(guò)程
        3.1.2 擴(kuò)展解析算法的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        3.1.3 擴(kuò)展解析算法的相關(guān)討論
    3.2 觀測(cè)點(diǎn)位置與解析算法準(zhǔn)確性之間的關(guān)系研究
        3.2.1 頻率與機(jī)箱深度對(duì)p取值的影響
        3.2.2 p解析公式的推導(dǎo)過(guò)程
        3.2.3 p解析公式的準(zhǔn)確性研究
    3.3 本章小結(jié)
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(duì)屏蔽腔體諧振點(diǎn)處EMC特性進(jìn)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(dǎo)及其準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        4.2.1 屏蔽腔體諧振頻率的解析算法推導(dǎo)過(guò)程
        4.2.2 解析算法的準(zhǔn)確性驗(yàn)證及數(shù)值仿真分析
        4.2.3 解析算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.2.4 對(duì)屏蔽腔體諧振頻率解析算法的討論
    4.3 貫穿形式長(zhǎng)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(jié)構(gòu)參數(shù)與電磁諧振點(diǎn)頻率之間的關(guān)系
    4.4 本章小結(jié)
第五章 以實(shí)際PCB作為內(nèi)部干擾源的屏蔽腔體全波仿真分析
    5.1 基于內(nèi)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(nèi)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(nèi)部干擾源所得結(jié)果的對(duì)比
        5.3.3 開(kāi)孔參數(shù)對(duì)電子設(shè)備屏蔽內(nèi)部電磁輻射能力的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
科研經(jīng)歷
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)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(cè)試[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年21期

2 劉川 ,蔣全興;利用屏蔽室壁面的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試窗口測(cè)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(duì)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(yù)測(cè)[J];電子質(zhì)量;2003年11期

5 段玉平,劉順華,管洪濤,郭輝進(jìn),劉軍民;縫隙對(duì)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(quán),余軍,王建國(guó),周文俊,張磊;開(kāi)窗對(duì)金屬板屏蔽小室穩(wěn)態(tài)屏蔽效能影響的對(duì)比測(cè)試[J];電測(cè)與儀表;2005年02期

7 石丹;沈遠(yuǎn)茂;高攸綱;;確定多層平板屏蔽體屏蔽效能的簡(jiǎn)便方法[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

8 徐亮;;縫隙對(duì)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(guó)強(qiáng);余志勇;;有孔陣矩形機(jī)殼屏蔽效能研究[J];兵工學(xué)報(bào);2009年06期

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

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 范杰清;復(fù)雜金屬腔體高功率微波耦合效應(yīng)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

2 周超;基于高強(qiáng)度輻射場(chǎng)的民用航空器機(jī)身電磁屏蔽特性研究[D];電子科技大學(xué);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(xué);2015年

4 石丹;傳輸線理論在電磁干擾防護(hù)技術(shù)中的若干應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬整平;基于空間場(chǎng)部件屏蔽效能測(cè)試影響因素的研究[D];西安電子科技大學(xué);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(xué);2015年

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

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

5 李良賓;傳輸線理論在屏蔽防護(hù)中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2014年

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

7 孫瑞麗;基于計(jì)算機(jī)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué);2010年

本文編號(hào)：2873699