基于正交试验方法的电磁串扰和腔体电磁屏蔽的优化分析

发布时间：2017-05-01 12:01

  本文关键词：基于正交试验方法的电磁串扰和腔体电磁屏蔽的优化分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子设备向高频化,高速化、高密度化和高集成度化的方向发展,设备内和设备间的电磁干扰也越来越严重,尤其是高密度和高集成度导致线路间的串扰十分突出。因此,研究如何减小线路间的电磁串扰和增强设备的电磁屏蔽具有十分重要的现实意义。本文在研究多导体传输线串扰理论和屏蔽效能传输线法理论的基础上,采用正交试验方法,针对影响传输线间电磁串扰和开孔矩形腔体屏蔽效能的因素,进行了优化分析和仿真验证。论文主要从以下几个方面展开：首先,本文研究了基于正交试验方法的电磁串扰和电磁屏蔽的相关理论。其中包括正交试验设计的基本理论、多导体传输线方程理论、时域有限差分法的计算原理和屏蔽效能的传输线法理论,这为后续的正交试验设计提供了理论依据。其次,本文针对多导体传输线的电磁串扰进行了优化分析。在分析多导体传输线串扰理论的基础上,提出了线间近端串扰和远端串扰等两个试验指标,并给出了5个影响串扰的参数。对所选的5个参数进行正交试验设计,确定了传输线电磁串扰影响因素的显著性,而后运用综合平衡分析法确定了对近端串扰和远端串扰进行单目标优化时的最优参数水平组合。对比优化前后的试验结果,传输线间的电磁串扰得到了明显的改善。然后,本文针对开孔矩形腔体的电磁屏蔽效能进行了优化分析。基于等效传输线法理论,给出了影响单孔矩形腔体屏蔽效能的4个参数,并在腔体尺寸为300mm ×100mm ×300mm的条件下,确定了各参数取值范围。为提高开孔矩形腔体的屏蔽效能,采用正交试验方法设计不同因素水平的试验,得到了对腔体电场屏蔽效能和磁场屏蔽效能影响因素的主次顺序,并确定了影响因素的最优水平组合。对比优化前后的试验结果,矩形腔体的屏蔽效能的得到了明显的提高。最后,总结本文的具体研究成果,通过对比分析,验证了本文研究内容可以用于指导工程实践。
【关键词】：多导体传输线 电磁串扰 矩形屏蔽腔体 屏蔽效能 正交试验设计
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN03
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 电磁兼容问题研究现状12-13
• 1.2.2 电磁串扰问题及研究13
• 1.2.3 电磁屏蔽问题及研究13-15
• 1.2.4 优化设计方法国内外研究现状15
• 1.3 研究目标及主要内容15-17
• 2 理论基础17-37
• 2.1 正交试验设计理论17-22
• 2.1.1 试验设计的方法17-19
• 2.1.2 正交试验设计的基本概念19-21
• 2.1.3 正交试验设计执行流程21-22
• 2.2 多导体传输线串扰理论和求解22-32
• 2.2.1 多导体传输线方程22-28
• 2.2.2 单位长度参数的求解28-29
• 2.2.3 时域有限差分法29-32
• 2.3 屏蔽效能的传输线法理论32-36
• 2.3.1 屏蔽效能表示32-33
• 2.3.2 腔体屏蔽效能的传输线法分析33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 多导体传输线电磁串扰的优化分析37-59
• 3.1 电磁串扰衡量指标37-40
• 3.2 电磁串扰影响因素分析40-45
• 3.2.1 传输线长度的影响40-41
• 3.2.2 信号线与受扰线间的距离41-42
• 3.2.3 受扰线之间的距离42-43
• 3.2.4 传输线离地面的高度43-44
• 3.2.5 传输线端口负载44-45
• 3.3 串扰因素几何参数取值范围的选取45-46
• 3.4 电磁串扰的正交试验设计46-47
• 3.5 电磁串扰正交试验结果分析47-55
• 3.5.1 分析软件Minitab介绍47-49
• 3.5.2 直观分析49-52
• 3.5.3 方差分析52-55
• 3.6 综合平衡确定最优水平组合55-56
• 3.7 电磁串扰优化结论验证56-57
• 3.8 本章小结57-59
• 4 开孔矩形腔体电磁屏蔽效能的优化分析59-75
• 4.1 单孔矩形腔体的屏蔽效能59-64
• 4.1.1 谐振现象60
• 4.1.2 电磁屏蔽影响因素分析60-63
• 4.1.3 影响腔体屏蔽效能参数取值范围的选取63-64
• 4.2 电磁屏蔽的正交试验设计64-66
• 4.2.1 确定试验指标64
• 4.2.2 确定试验因素和水平64-65
• 4.2.3 选正交表,制定实验方案65-66
• 4.3 电磁屏蔽正交试验结果分析66-72
• 4.3.1 直观分析66-69
• 4.3.2 方差分析69-72
• 4.4 电磁屏蔽优化结论验证72-73
• 4.5 本章小结73-75
• 5 总结与展望75-77
• 5.1 完成工作总结75-76
• 5.2 未来工作展望76-77
• 参考文献77-81
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果81-85
• 学位论文数据集85

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