论文部分内容阅读
随着电磁环境变得日趋复杂,电磁敏感性逐渐增强的电子设备的正常工作受到了威胁。对于许多电子设备为了满足通风、散热等要求,往往需要在外壳上开孔,这使得外部电磁场将通过开孔耦合进入机壳内部,对电子设备内部电子器件造成影响,甚至毁坏。因此,在设计阶段,探讨带开孔金属腔体内部耦合场分布对于指导电子设备内部电子器件的放置和防护具有重要的意义。
本文的主要研究内容就是对带开孔金属腔体内部耦合场变化的研究,从仿真和实验两个角度选取不同激励源对腔体内部耦合场变化规律进行探讨。由于静电放电产生的电磁脉冲在电磁防护中占有主导地位,对电子设备的影响最广泛,本文以静电放电辐射场为一个重点,研究了空气式静电放电所产生辐射场的近场区和远场区的电场分布特征,建立了静电放电的简化物理模型,并比较了目前对IEC-61000-4-2中规定的标准电流所给出了几种典型的电流波形解析表达式,对文中所选取的脉冲函数表达式做了分析。另外,以静电放电火花作为激励源,利用时域有限差分法仿真研究了带开孔金属腔体的耦合场变化情况,探讨了在静电放电辐射场近场区和远场区时通过开孔耦合进入金属腔体内部场强的变化情况,并研究了在相同开孔面积和不同开孔长宽比的情况下,位于静电放电辐射场近场区时带开孔金属腔体耦合场变化情况。
接着,从实验的角度研究了带开孔金属腔体内的耦合场变化情况,以对数周期天线产生的电磁波为激励源,探讨了不同开孔面积,不同频率入射波对腔体内部线段上耦合场的影响,并得到了带开孔金属腔体发生共振现象时对应的入射频率以及在该频率入射下腔体内部垂直于开孔面方向和平行于开孔面方向上的场强变化情况。另外,本文尝试性的建立了与矩形开孔等效的隙缝模型,并尝试性的对菲涅尔-夫琅禾费的近似绕射公式进行了修正,从理论上分析了带开孔金属腔体内部共振现象出现时场强的变化情况,经理论计算得到的结果和实验测试结果较为吻合。故可以利用该公式对腔体内不同区域的场强进行模拟,指导电子设备内元器件的合理布置,从而达到优化设计的目的。