基于正交試驗方法的電磁串擾和腔體電磁屏蔽的優(yōu)化分析
本文關(guān)鍵詞:基于正交試驗方法的電磁串擾和腔體電磁屏蔽的優(yōu)化分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著電子設(shè)備向高頻化,高速化、高密度化和高集成度化的方向發(fā)展,設(shè)備內(nèi)和設(shè)備間的電磁干擾也越來越嚴重,尤其是高密度和高集成度導(dǎo)致線路間的串擾十分突出。因此,研究如何減小線路間的電磁串擾和增強設(shè)備的電磁屏蔽具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文在研究多導(dǎo)體傳輸線串擾理論和屏蔽效能傳輸線法理論的基礎(chǔ)上,采用正交試驗方法,針對影響傳輸線間電磁串擾和開孔矩形腔體屏蔽效能的因素,進行了優(yōu)化分析和仿真驗證。論文主要從以下幾個方面展開:首先,本文研究了基于正交試驗方法的電磁串擾和電磁屏蔽的相關(guān)理論。其中包括正交試驗設(shè)計的基本理論、多導(dǎo)體傳輸線方程理論、時域有限差分法的計算原理和屏蔽效能的傳輸線法理論,這為后續(xù)的正交試驗設(shè)計提供了理論依據(jù)。其次,本文針對多導(dǎo)體傳輸線的電磁串擾進行了優(yōu)化分析。在分析多導(dǎo)體傳輸線串擾理論的基礎(chǔ)上,提出了線間近端串擾和遠端串擾等兩個試驗指標,并給出了5個影響串擾的參數(shù)。對所選的5個參數(shù)進行正交試驗設(shè)計,確定了傳輸線電磁串擾影響因素的顯著性,而后運用綜合平衡分析法確定了對近端串擾和遠端串擾進行單目標優(yōu)化時的最優(yōu)參數(shù)水平組合。對比優(yōu)化前后的試驗結(jié)果,傳輸線間的電磁串擾得到了明顯的改善。然后,本文針對開孔矩形腔體的電磁屏蔽效能進行了優(yōu)化分析;诘刃鬏斁法理論,給出了影響單孔矩形腔體屏蔽效能的4個參數(shù),并在腔體尺寸為300mm ×100mm ×300mm的條件下,確定了各參數(shù)取值范圍。為提高開孔矩形腔體的屏蔽效能,采用正交試驗方法設(shè)計不同因素水平的試驗,得到了對腔體電場屏蔽效能和磁場屏蔽效能影響因素的主次順序,并確定了影響因素的最優(yōu)水平組合。對比優(yōu)化前后的試驗結(jié)果,矩形腔體的屏蔽效能的得到了明顯的提高。最后,總結(jié)本文的具體研究成果,通過對比分析,驗證了本文研究內(nèi)容可以用于指導(dǎo)工程實踐。
【關(guān)鍵詞】:多導(dǎo)體傳輸線 電磁串擾 矩形屏蔽腔體 屏蔽效能 正交試驗設(shè)計
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN03
【目錄】:
- 致謝5-6
- 中文摘要6-7
- ABSTRACT7-11
- 1 緒論11-17
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 電磁兼容問題研究現(xiàn)狀12-13
- 1.2.2 電磁串擾問題及研究13
- 1.2.3 電磁屏蔽問題及研究13-15
- 1.2.4 優(yōu)化設(shè)計方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15
- 1.3 研究目標及主要內(nèi)容15-17
- 2 理論基礎(chǔ)17-37
- 2.1 正交試驗設(shè)計理論17-22
- 2.1.1 試驗設(shè)計的方法17-19
- 2.1.2 正交試驗設(shè)計的基本概念19-21
- 2.1.3 正交試驗設(shè)計執(zhí)行流程21-22
- 2.2 多導(dǎo)體傳輸線串擾理論和求解22-32
- 2.2.1 多導(dǎo)體傳輸線方程22-28
- 2.2.2 單位長度參數(shù)的求解28-29
- 2.2.3 時域有限差分法29-32
- 2.3 屏蔽效能的傳輸線法理論32-36
- 2.3.1 屏蔽效能表示32-33
- 2.3.2 腔體屏蔽效能的傳輸線法分析33-36
- 2.4 本章小結(jié)36-37
- 3 多導(dǎo)體傳輸線電磁串擾的優(yōu)化分析37-59
- 3.1 電磁串擾衡量指標37-40
- 3.2 電磁串擾影響因素分析40-45
- 3.2.1 傳輸線長度的影響40-41
- 3.2.2 信號線與受擾線間的距離41-42
- 3.2.3 受擾線之間的距離42-43
- 3.2.4 傳輸線離地面的高度43-44
- 3.2.5 傳輸線端口負載44-45
- 3.3 串擾因素幾何參數(shù)取值范圍的選取45-46
- 3.4 電磁串擾的正交試驗設(shè)計46-47
- 3.5 電磁串擾正交試驗結(jié)果分析47-55
- 3.5.1 分析軟件Minitab介紹47-49
- 3.5.2 直觀分析49-52
- 3.5.3 方差分析52-55
- 3.6 綜合平衡確定最優(yōu)水平組合55-56
- 3.7 電磁串擾優(yōu)化結(jié)論驗證56-57
- 3.8 本章小結(jié)57-59
- 4 開孔矩形腔體電磁屏蔽效能的優(yōu)化分析59-75
- 4.1 單孔矩形腔體的屏蔽效能59-64
- 4.1.1 諧振現(xiàn)象60
- 4.1.2 電磁屏蔽影響因素分析60-63
- 4.1.3 影響腔體屏蔽效能參數(shù)取值范圍的選取63-64
- 4.2 電磁屏蔽的正交試驗設(shè)計64-66
- 4.2.1 確定試驗指標64
- 4.2.2 確定試驗因素和水平64-65
- 4.2.3 選正交表,制定實驗方案65-66
- 4.3 電磁屏蔽正交試驗結(jié)果分析66-72
- 4.3.1 直觀分析66-69
- 4.3.2 方差分析69-72
- 4.4 電磁屏蔽優(yōu)化結(jié)論驗證72-73
- 4.5 本章小結(jié)73-75
- 5 總結(jié)與展望75-77
- 5.1 完成工作總結(jié)75-76
- 5.2 未來工作展望76-77
- 參考文獻77-81
- 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果81-85
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集85
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