电磁脉冲对导体贯通型屏蔽箱体中信号干扰的研究

发布时间：2017-10-04 00:27

  本文关键词：电磁脉冲对导体贯通型屏蔽箱体中信号干扰的研究

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【摘要】：在复杂的电磁环境中,一般的电子、电气设备都设有屏蔽箱体。但在实际应用中,由于连接信号线、显示、通风等要求,屏蔽箱体难免需要开孔或缝隙。若屏蔽机箱上有导体通过孔缝贯穿进入,外界的电磁脉冲就可以经过贯穿导体,将电磁能量耦合到屏蔽箱体内的电路中,扰乱箱体内部电磁环境。本文以真实的机载平台为背景,分析了电磁脉冲对导体贯通型屏蔽机箱内部环境的耦合规律,利用专业电磁软件XFDTD对含贯通导体型屏蔽箱体进行建模,并分别对不同的屏蔽箱体开孔形状,贯通导体的长度与半径,电磁脉冲的入射角度,观测点位置与电磁脉冲类型等情况进行建模仿真。仿真结论表明:机箱开有正方形孔时屏蔽效果最佳,略优于圆形孔,矩形孔较差,且矩形纵横比越大,屏蔽效果越差。外露导体长度增加,信号耦合能力增强,而谐振频率未发生较大变化。贯穿导体半径增加,进入箱体内部的电磁波能量也增强,但差别不是很大。水平极化方向下,入射角度的增大,耦合进箱体的电磁能量越小。正入射(入射角度为0°)时电场强度大于斜入射;斜入射时,入射角度大小对电场强度影响很小。增大观测点与贯穿导体间距离,观测点的屏蔽效果变强。不同类型的电磁脉冲,入射电场强度越大,脉宽越小,观测点的屏蔽效果越差。分析结论可知,改变屏蔽箱体开孔形状,贯通导体的长度与半径,电磁脉冲的入射角度,观测点位置与电磁脉冲类型等因素时,电磁脉冲对含贯通导体型屏蔽箱体屏蔽效果会产生不同程度的影响。本文为贯穿屏蔽箱体内电路进行设计与分析提供了理论依据,具有重要的现实意义。
【关键词】：贯通导体 屏蔽箱体 电磁脉冲 FDTD
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN03
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 1.4 论文内容安排15-17
• 第2章 FDTD原理17-33
• 2.1 麦克斯韦方程组基本概念17-18
• 2.2 Yee元胞18-24
• 2.3 数值稳定性与色散问题24-30
• 2.3.1 Courant稳定性条件25-27
• 2.3.2 数值的色散性分析27-30
• 2.4 激励源的设置30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 吸收边界条件33-49
• 3.1 Mur吸收边界条件35-40
• 3.1.1 一维情况35-37
• 3.1.2 二维与三维情况37-40
• 3.2 完全匹配层PML40-48
• 3.2.1 二维情况下的PML层40-44
• 3.2.2 三维情况下的PML层44-47
• 3.2.3 PML层数设置47-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第4章 XFDTD中仿真设置49-56
• 4.1 XFDTD软件介绍49-50
• 4.2 XFDTD计算模型建立50-51
• 4.3 网格设置51-53
• 4.4 PML吸收边界的设置53-54
• 4.5 激励源设置54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 贯通导体型箱体的电磁耦合分析56-84
• 5.1 贯通开孔的形状对屏蔽机箱内场强的影响56-61
• 5.1.1 正方形开孔57-58
• 5.1.2 圆形开孔58-59
• 5.1.3 纵横比不同的矩形开孔59-61
• 5.2 贯通导体外露长度对屏蔽机箱内场强的影响61-63
• 5.2.1 外露导体L=25mm61-62
• 5.2.2 外露导体L=50mm62-63
• 5.2.3 不同长度外露导体对比63
• 5.3 贯通导体的半径对屏蔽机箱内场强的影响63-71
• 5.3.1 贯通导体r=0.574mm64-65
• 5.3.2 贯通导体r=1.15mm65-66
• 5.3.3 贯通导体r=2.05mm66-67
• 5.3.4 贯通导体r=2.91mm67-68
• 5.3.5 贯通导体r=4.11mm68-69
• 5.3.6 不同贯通导体的对比69-71
• 5.4 水平极化下，入射角度对屏蔽机箱内场强的影响71-76
• 5.4.1 入射角度为 0°71-72
• 5.4.2 入射角度为 30°72-73
• 5.4.3 入射角度为 60°73-74
• 5.4.4 入射角度为 90°74-75
• 5.4.5 对比不同入射角度情况75-76
• 5.5 观测点不同时屏蔽效果对比76-78
• 5.5.1 观测点位置设置为（51,51,51）76
• 5.5.2 观测点位置设置为（51,51,81）76-77
• 5.5.3 观测点位置设置为（51,51, 100）77-78
• 5.5.4 不同观测点时域波形对比78
• 5.6 不同的电磁脉冲对屏蔽箱体内场强的影响78-82
• 5.6.1 入射电磁脉冲电场强度对机箱内场强的影响78-80
• 5.6.2 入射电磁脉冲的脉宽对机箱内场强的影响80-82
• 5.7 本章小结82-84
• 结论84-86
• 参考文献86-89
• 致谢89-90
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文90

【参考文献】

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本文编号：967614