船用双屏蔽箱体屏蔽效能的影响因素研究

摘要

随着船舶自动化程度的提高，越来越多的电子设备应用于船舶通信、导航、监测诊断及控制，导致电磁环境更加复杂。为了保证船用甚高频通信设备处于低噪声的电磁环境中，设备功能不至于降级，船用电子设备电磁兼容标准对船用甚高频通信频段（156~165MHz）的辐射骚扰限值提出了严格要求，辐射骚扰限值由54dBuV/m骤降至24dBuV/m。 本文针对船用甚高频通信频段辐射骚扰限值的特殊要求，从切断电磁辐射发射的路径入手，提出一种双屏蔽箱体结构，实现对测试频段尤其是船用甚高频通信频段辐射噪声的有效抑制。主要研究内容如下： （1）仿真分析船用单屏蔽箱体腔体谐振特性、缝隙谐振特性及孔腔耦合谐振特性，研究船用双屏蔽箱体几何结构对电磁谐振特性的影响规律，对双屏蔽箱体结构与单屏蔽箱体结构进行对比分析； （2）针对船用双屏蔽箱体结构，基于传输线矩阵法与精简模型技术，仿真分析内外屏蔽箱体的结构参数及开孔缝隙相互耦合作用对双屏蔽箱体屏蔽效能的影响； （3）建立机旁控制报警系统的双屏蔽箱体结构模型，以脉压电路为激励，分别进行脉压电路纯瞬态场路协同仿真、线缆感应共模电流仿真及外接线缆的对外辐射发射仿真，与现场试验相结合，分析试验结果。 提出的双屏蔽箱体结构与单屏蔽箱体相比，在外屏蔽箱体具备一定屏蔽效能的前提下，双屏蔽箱体显著提高了屏蔽效能，且双屏蔽箱体谐振特性由内屏蔽箱体决定，实现了电磁谐振频率转移。针对双屏蔽箱体结构，通过仿真分析，提出了一些关于提高其屏蔽效能的结构参数设计建议。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 船用电子设备电磁兼容研究现状

1.2.2 腔体结构电磁谐振现象研究现状

1.2.3 屏蔽腔体结构设计研究现状

1.2.4 国内外研究现状总结

1.3 研究内容与创新点

1.3.1 论文内容安排

1.3.2 论文主要创新点

第二章 电磁屏蔽理论与研究方案

2.1 电磁屏蔽原理

2.1.1 电磁兼容技术概述

2.1.2 电磁屏蔽原理

2.2 电磁仿真软件简介

2.2.1 CST软件

2.2.2 HFSS软件

2.2.3 仿真环境分析

2.3 研究方案与技术路线

2.3.1 研究方案

2.3.2 技术路线

2.4 本章小结

第三章 船用屏蔽箱体电磁谐振的仿真研究

3.1 船用单屏蔽箱体腔体谐振特性的仿真分析

3.1.1 腔体谐振特性理论分析

3.1.2 腔体谐振特性仿真分析

3.2 船用单屏蔽箱体孔腔耦合谐振的仿真分析

3.2.1 孔缝谐振及孔腔耦合谐振理论分析

3.2.2 孔缝谐振及孔腔耦合谐振仿真分析

3.2.3 孔缝结构参数对耦合谐振特性的影响

3.3 船用双屏蔽箱体谐振特性分析

3.3.1 内屏蔽箱体几何尺寸对空隙结构谐振特性的影响

3.3.2 内屏蔽箱体位置对空隙结构谐振特性的影响

3.3.3 双屏蔽箱体与单屏蔽箱体对比分析

3.4 本章小结

第四章 船用双屏蔽箱体屏蔽效能的影响因素研究

4.1 内外屏蔽箱体位置、形状对屏效的影响分析

4.1.1 内屏蔽箱体位置对屏效的影响

4.1.2 内屏蔽箱体形状对屏效的影响

4.1.3 外屏蔽箱体形状对屏效的影响

4.2 内外屏蔽箱体缝隙对屏效的影响分析

4.2.1 缝隙宽度对屏效的影响

4.2.2 缝隙深度对屏效的影响

4.2.3 缝隙方向对屏效的影响

4.2.4 缝隙阵列对屏效的影响

4.3 内屏蔽箱体孔阵对屏效的影响分析

4.3.1 开孔空占比对屏效的影响

4.3.2 开孔大小对屏效的影响

4.3.3 开孔孔阵位置对屏效的影响

4.3.4 开孔单元形状对屏效的影响

4.4 内外屏蔽箱体开孔与缝隙相互耦合对屏效的影响分析

4.5 本章小结

第五章 试验与分析

5.1 机旁控制报警系统简介

5.2 辐射发射试验的仿真分析

5.2.1 脉压电路纯瞬态场路协同仿真

5.2.2 线缆共模电流辐射发射仿真

5.3 辐射发射现场试验

5.3.1 试验步骤

5.3.2 试验结果

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文