基于HFSS的有孔屏蔽体的屏蔽效能分析

为了解腔体结构和孔缝对屏蔽效能的影响,寻找提高屏蔽效能的方法,在建立单层腔体的物理模型的基础上对单腔做了改进,建立孔阵和带有分仓的矩形腔体模型,使用有限元仿真软件HFSS对屏蔽效能进行仿真和分析。结果表明:分仓可以使腔体内仓的屏蔽效能提高,但对外仓的屏蔽效能影响不大,而且分仓会使主谐频率发生偏移;在保持孔缝面积不变的情况下,孔阵的屏蔽效能比单腔要好,而且缝隙长宽比越小,屏蔽效能越好。     

弹体内置矩形腔屏蔽效能分析

为提高导弹强电磁脉冲防护能力,采用有限积分法对弹体内置矩形腔体的屏蔽效能 进行了数值模拟。重点分析了双层嵌套腔体屏蔽效能与单层腔体屏蔽效能之间的关系, 以及末制导雷达天线转动对壳体屏蔽效能的影响。结果表明：双层嵌套在L频段可提高屏蔽 效能3 0 dB左右,但在S频段嵌套腔体与内层腔体的屏蔽效能相当;当外层腔体与内层腔体上孔缝 共 振频率相近时,嵌套腔体屏蔽效能会急剧恶化;天线转动对屏蔽效能的影响与入射波频段相 关。该研究对提高导弹电磁防护能力具有指导意义。     

等离子体在强电磁脉冲防护中的应用

为了提高屏蔽腔对强电磁脉冲的屏蔽效能,分析了在屏蔽腔中引入等离子体的理论基础,建立了一种加载等离子体的双层屏蔽腔模型,采用时域有限差分法计算了强电磁脉冲耦合进入双层屏蔽腔的耦合系数。计算结果表明:加载等离子体的双层屏蔽腔可使强电磁脉冲耦合进入腔体的能量大大降低,在2～14GHz内耦合系数降低了近30dB,即使屏蔽效能也提高了近30dB,为新的屏蔽腔设计提供了重要的理论依据。     

强电磁脉冲对相控阵雷达损伤的仿真计算研究

针对雷电电磁脉冲、核电磁脉冲和高功率微波武器电磁脉冲等强电磁脉冲容易对雷达造成损伤的问题，根据脉冲防护要求所建议的雷电脉冲、核电脉冲以及非核电脉冲的参数，仿真水平距离上各种电磁脉冲产生的电磁场强分布和功率谱密度分布，分析天线对各种电磁脉冲的耦合特性，计算屏蔽设备对电磁脉冲的屏蔽效能，综合评估易损伤模块针对各种脉冲的响应特性和损伤效应，对雷达电磁脉冲防护设计有一定的指导意义。     

Y形能量选择表面电磁脉冲防护性能研究

介绍了一种基于Y形能量选择表面的新型电磁脉冲防护材料,具有能量域上"低通高阻"的特性。对能量选择表面的理论基础和工作机制进行研究,论证了其透波率和外界场强的关系。通过建模仿真对能量选择表面的防护性能进行验证,并分析其结构尺寸对防护性能的影响。设计并仿真了双层Y形结构,与单层结构相比,双层结构对高功率电磁脉冲具有更好的屏蔽能力,并且保持了对于低功率信号良好的透波率。     

材料电磁脉冲屏蔽效能研究进展

首先总结了国外电磁脉冲的研究现状及屏蔽效能的测试方法,并分析了国内电磁脉冲屏蔽效能的测试方法及根据频域测量结果估计时域响应研究进展,然后介绍了屏蔽效能频域和时域表征方法,特别是近几年来电磁脉冲屏蔽效能的表征方法,最后指出了当前电磁脉冲屏蔽效能研究中需解决的问题及今后研究方向,对电磁脉冲作用下材料屏蔽效能的研究具有指导意义。     

静电放电电磁脉冲激励下材料屏蔽效能研究

为更好地评价电磁屏蔽材料对静电放电电磁脉冲的屏蔽效能,对静电放电脉冲激励下的材料的屏蔽效能进行了时域测试研究。以静电放电电磁脉冲为注入源,结合宽带同轴测试夹具和数字存储示波器,对一种平面材料的屏蔽效能进行了时域测试。通过得到的屏蔽前后的信号,计算了不同激励电压下该材料的峰值屏蔽效能,结果表明激励电压的大小对该材料的电磁脉冲屏蔽效能影响不大。通过对屏蔽前后信号的FFT 变换计算了其频域幅频特性曲线,与频域实验测试所得的幅频特性曲线进行了对比,结果比较一致。表明该时域测试系统能够可靠地评价材料对高压静电放电电磁脉冲激励下的衰减能力。     

电磁脉冲参数对材料屏蔽效能影响研究

采用基于有限积分方法的电磁仿真软件CST-MWS建立电磁脉冲辐照条件下材料屏蔽效能测试模型,提出脉冲峰值屏蔽效能和脉冲能量屏蔽效能两个方案来评价材料屏蔽能力,并通过仿真分析了电磁脉冲上升时间和脉宽对屏蔽效能的影响。结果表明,脉冲上升时间相对于脉宽对屏蔽效能的影响较大,上升时间越短,屏蔽效能越高,峰值屏蔽效能高于能量屏蔽效能;脉宽对于材料的峰值屏蔽效能基本没有影响,能量屏蔽效能随着脉宽的增大而减小。     

有内置薄板腔体的HEMP屏蔽效能研究

在HEMP(高空核电磁脉冲)平面波照射下,依据传输线理论和波导理论,结合电路原理,分别建立了HEMP在金属腔内传播时的等效电路模型和信号流图,得到了腔体各部分的等效阻抗以及HEMP 在腔体内传播过程中的传输矩阵和散射矩阵。采用了传输线法(TLM)和广义Beam-Liu-Tesche(BLT)方程法两种快速算法计算有内置薄板的开孔矩形金属腔的屏蔽效能,与仿真计算进行了对比,验证了扩展算法的准确性,并分析了内置薄板的宽度和位置对腔体屏蔽效能的影响。结果表明:两种快速算法均能准确地计算腔体的屏蔽效能;内置薄板越宽,且越靠近中央位置,腔体的屏蔽效能越高,谐振频率越大。研究所得结论可以为电子设备的HEMP防护提供重要的理论依据。     

钢筋网及钢筋混凝土电磁脉冲屏蔽效能研究

采用ＦＤＴＤ法和ＭＰＭＬ吸收处界条件,对无限大钢筋网、钢筋混凝土层和素混送终凝土层的电磁脉冲屏蔽效能进行了时域全波分析。得出了典型结构尺寸钢筋网的电磁脉冲屏蔽效能及其随测点位置变化的规律,并对混凝土层的屏蔽效能以及钢筋交叉点焊接与否对钢筋网电磁脉冲屏蔽效能的影响进行了讨论。通过不同规格钢筋网屏蔽室模型和钢筋混凝土屏蔽室模型的电磁脉冲模拟试验,研究了钢筋粗细、间隔、钢筋交叉点焊接还是绑扎,有否浇筑混     

小孔矩形腔体屏蔽特性的研究

本文提出了有孔腔体远、近场电磁屏蔽效能的计算方法，体研究了矩形腔体的屏蔽特性，讨论了各类孔对屏蔽能的影响程度。数值结果表明，理论计算与实验数据吻合较好。     

多面开孔腔体孔缝耦合效应研究

为研究任意入射角度平面波对多面开孔腔体的孔缝耦合效应,根据矢量分析和矩形波导内场强分布对等效传输线法进行了改进,计算了多面开孔腔体内任意位置的屏蔽效能。将改进等效传输线法计算结果与CST仿真结果、实验测量结果进行比较,验证了改进等效传输线法的正确性,相比数值计算方法,改进等效传输线法所需计算时间和内存更少。采用改进等效传输线法对相同体积不同尺寸的多面开孔腔体的屏蔽效能进行了研究,结果表明:在相同体积下,腔体为正方体时的屏蔽效能和其他尺寸腔体的屏蔽效能基本一致,但是正方形的屏蔽效能极小值点大大减少,从而减少了电子设备受电磁干扰的几率。     

内置介质板开孔腔体电磁屏蔽效能拓扑模型

文中针对现有内置介质板腔体屏蔽效能拓扑模型中介质板等效导纳模型的局限性,考虑介质板高度、厚度与位置对介质板等效导纳模型的影响,建立内置介质板腔体屏蔽效能(BLT)方程拓扑模型。将传输线法、BLT方程拓扑模型与仿真结果进行对比,验证BLT方程拓扑模型的准确性和有效性。以300 mm×300 mm×120 mm开孔腔体为研究对象,分别探究其在3种不同谐振主模式下,介质板高度、厚度和位置对腔体屏蔽效能的影响。结果表明,改变介质板高度,腔体的谐振主模式不变,仅影响腔体屏蔽效能大小;腔体内部安装介质板可增强腔体屏蔽能力,但是介质板厚度过大,在一定范围内会削弱腔体屏蔽能力;距腔体孔阵0 mm～58 mm处安装介质板会削弱腔体屏蔽能力,距腔体孔阵100 mm～150 mm处安装介质板会增强腔体屏蔽能力。该结论可为机箱电磁屏蔽设计提供有效参考。     

Shielding effectiveness of rectangular cavity made of a new shielding material and resonance suppression

New shielding material has become an alternative to traditional metal to shield boxes from electromagnetic interferences. This article introduces the theory of transmission line method to study the shield boxes made of a new sort of material, and then expands the fundamental formulas to deal with the cases of multiple holes and polarization with arbitrary angle. By means of genetic algorithms with the aid of a three dimensional simulation tool, the damping of electromagnetic resonances in enclosures is researched. The computation indicates that under resonant frequency, electromagnetic resonance results in low, even negative shielding coefficient; whereas, for the same areas, shielding effectiveness of a single hole is worse than that of multiple holes. Shielding coefficient varies when polarization angle increases, and the coupled field through the rectangular aperture with the long side parallel to the thin wire is much weaker than that with the long side vertical to the thin wire. By using the metallic-loss dielectric layer of optimized calculation on the internal surface of the cavity, the best result of resonance suppression has been realized with the same thickness of coating. Finally, according to the calculation result, suggestions for shielding are proposed.     

基于箱体法材料电磁脉冲场屏蔽效能测试研究

为准确评价屏蔽材料在强电磁脉冲环境中的屏蔽效能,提出了一种基于屏蔽暗箱窗口法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测量方法。该方法将带有测试窗口的屏蔽箱体置于GTEM 室内,被测屏蔽材料安装在屏蔽箱的测试窗口上,利用置于腔体中心的单极子天线测量耦合进腔体的电磁脉冲电压波形,对测得的时域电压信号进行快速傅里叶变换( FFT) ,得到了被测材料频域屏蔽效能曲线。与频域测试结果进行了对比,结果基本一致。实验表明该测试系统可以有效减小局部增强效应对测量精度的影响,能够可靠评价强电磁脉冲作用下材料的屏蔽效能。     

双面含孔金属腔体屏蔽效能的快速计算

为研究双面含孔矩形金属腔体的屏蔽效能问题,运用矢量分解和等效传输线相结合的原理,给出了双面含单孔的矩形金属腔体内部中心点屏蔽效能计算方法,通过与电磁数值软件CST 的计算结果对比,验证了该计算方法的有效性,且耗时少、收敛快,运用该方法进一步研究了双面含孔阵矩形金属腔体屏蔽效能,得到了腔体内部多模谐振规律。在共振频率附近,腔体内中心点的耦合电场较强,当频率低于主频谐振时,屏蔽效能随着频率的降低而增大;在2GHz 频率范围内,腔体内部各个方向的屏蔽效能都存在多模谐振的现象,且谐振模式不相同;开有相同面积的孔阵屏蔽效能比单孔差,谐振模式变化不大。     

有孔腔体屏蔽效应分析的混合模型

对于带矩形孔缝的矩形腔,利用传输线模型求得孔缝上的近似电场,并以此为等效磁流,利用腔体中的并矢格林函数,估算腔体中的耦合场强与屏蔽效应,并推广到孔缝偏离中心的情形.数值结果与其他方法以及实测值吻合的很好,验证了方法的有效性.分析了孔缝偏离中心、孔缝尺寸变化、平面波斜入射时的屏蔽效应,数值结果表明:孔缝偏离中心使腔体中心...     

Aperture excitation of electrically large, lossy cavities

We present a theory based on power balance for aperture excitation of electrically large, lossy cavities. The theory yields expressions for shielding effectiveness, cavity Q, and cavity time constant. In shielding effectiveness calculations, the incident field can be either a single plane wave or a uniformly random field to model reverberation chamber or random field illumination. The Q theory includes wall loss, absorption by lossy objects within the cavity, aperture leakage, and power received by antennas within the cavity. Extensive measurements of shielding effectiveness, cavity Q, and cavity time constant were made on a rectangular cavity, and good agreement with theory was obtained for frequencies from 1 to 18 GHz