通信方舱屏蔽效能的仿真预测

摘要

由于通信方舱的造价比较昂贵，必须综合考虑成本及其屏蔽效能(SE)等问题，所以论文应用时域有限差分(FDTD)法对通信方舱的关键性指标—SE进行了预测分析。 论文推导了方舱屏蔽门门缝的FDTD算法。建立了电磁波迎面正照射时门缝的数学模型，对屏蔽门位于方舱正面、左面和右面时门缝的FDTD算法进行了探讨，推导出方舱屏蔽门位于舱体不同侧面时门缝前后、左右处各电磁场分量的递推表达式。分析比较了时域有限差分法中常用Mur二阶和PML吸收边界条件的性能。 采用上述算法研究孔缝宽度(a)、长度(b)、深度(h)对SE的影响，给出了SE随a、b、h的变化曲线图；分析了屏蔽门中导电海绵胶条、复合胶条及弹簧片的SE；针对不同导电衬垫时屏蔽门的仿真结构图，计算了不同条件下的SE。结果表明，a、b越大，SE越低；h越大，SE越高；将长缝分割成一组短缝可有效提高门缝的SE。屏蔽门只加海绵胶条时SE大约为50dB左右；只加复合胶条时SE在63～71dB之间；只加弹簧片时SE在72～77dB之间；既有簧片又有复合胶条时屏蔽效能在85dB以上，可见综合使用多种导电衬垫可以提高屏蔽门的SE。 论文设计的通信方舱，根据以上仿真结果选取满足条件的最佳结构，并对所设计的方舱进行了整体仿真预测，结果表明其SE大于60dB，满足GJB1126-91《CAF50PD方舱规范》的要求。论文讨论的SE预测方法对建设通信方舱和提高其性能均有一定的借鉴意义。 在方舱系统建造之前对其进行屏蔽效能的预测与分析，从而选择最合理的满足屏蔽要求的设计，可以有效地完成对方舱的电磁兼容性设计。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1屏蔽效能分析的研究进展

1.2电磁预测分析方法

1.3本文工作内容及安排

2电磁分析中的时域有限差分法

2.1时域有限差分法的基本方程

2.2时域有限差分法的稳定性和数值色散特性

2.2.1时域有限差分法的稳定性和收敛性

2.2.2时域有限差分法的数值色散特性

2.3激励源技术

2.3.1强迫法设置激励源

2.3.2总场-散射场体系设置激励源

2.4吸收边界条件

2.4.1 Mur二阶近似吸收边界条件

2.4.2 PML完全匹配层

2.4.3吸收边界性能比较

3屏蔽门缝隙电磁泄漏的FDTD算法推导

3.1门缝模型的建立

3.2门缝的FDTD算法推导

3.3缝隙屏蔽效能的分析

3.3.1缝宽对屏蔽效能的影响

3.3.2缝长对屏蔽效能的影响

3.3.3缝深对屏蔽效能的影响

4方舱屏蔽效能的仿真预测

4.1屏蔽效果的定义

4.2屏蔽体的屏蔽效能与激励源的关系

4.3屏蔽门常用衬垫屏蔽效能

4.4屏蔽门屏蔽效能的分析

4.4.1只加海绵胶条

4.4.2只加复合胶条

4.4.3只加弹簧片

4.4.4同时加弹簧片和复合胶条

4.5通风窗屏蔽效能分析

5通信方舱的电磁屏蔽设计

5.1通信方舱的要求和结构

5.2通信方舱的屏蔽原理

5.3通信方舱的舱体的设计

5.3.1通信方舱舱体屏蔽效能的解析计算

5.3.2舱体内外蒙皮的选择

5.4方舱屏蔽门的设计

5.5通风窗的设计

5.6孔缝的处理

5.6.1提高孔缝屏蔽效能的方法

5.6.2导电衬垫的选择

5.7相关软件的设计

5.8通信方舱的屏蔽效能

结 论

参考文献

附录A麦克斯伟方程的分列式与PML差分方程

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢