机箱电磁分析中连接附件的等效及影响

摘要

随着科学技术的发展，电子设备日益变得复杂。以航空电子设备为例，其分系统机箱间需通过连接附件（连接件和线缆）进行电气互联。在机箱自身屏蔽良好的情况下，连接附件通常成为产生干扰的主要因素，不仅对机箱电磁屏蔽效能造成损伤，还会影响机箱内电子系统电磁敏感性（EMS）。在电磁兼容性（EMC）分析中，连接附件的结构细节使仿真模型网格数目骤增，增加计算工作量。本文针对连接附件在机箱电磁兼容性仿真分析中的建模问题，和由连接附件引起的机箱内部电子系统EMS特性分析这两个问题进行了研究。
　　针对机箱电磁兼容性分析建模中，已有模型简化方法不适用于连接附件这一问题，提出了连接附件在机箱电磁兼容性分析中的等效方法，在简化连接附件结构的同时，用等效偶极子代替连接附件的电磁辐射效应，使仿真模型更为准确。并采用部分等效元电路法（PEEC）与解析公式相结合的方法计算连接件针脚电流，求解连接附件解等效偶极子偶极矩。
　　针对含连接附件机箱的特点，提出连接附件等效与传统机箱电磁仿真模型简化理论相结合的机箱建模方法，机箱主体采用已有方法进行简化，连接附件采用本文方法建模。通过数值算例验证了机箱建模方法能在保证计算精度的前提下有效减小问题规模、缩短计算时间。
　　设计了连接件测试试验装置，验证了机箱屏效计算流程中连接件PEEC模型的正确性。对已有机箱屏效测试实验平台进行改进，设计了易更换的连接件附件安装模块，并通过屏效实验验证了本文方法的正确性。
　　针对机箱内系统EMS问题，提出了基于PEEC的路耦合建模方法，提高了场路混合方法在高频段的计算精度。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2电子设备屏效仿真研究现状

1.3含连接附件机箱内部电子系统EMS分析研究现状

1.4本文主要工作

第二章 连接附件在机箱电磁兼容性分析中的等效方法

2.1电磁屏蔽的基本概念

2.2连接附件及其带来的问题

2.3连接附件的等效建模方法

2.4考虑连接附件的高密度机箱机电热三场耦合公式修正

2.5本章小结

第三章 基于连接附件等效的机箱建模方法

3.1含连接附件机箱屏效仿真建模方法

3.2电磁波照射下外部线缆感应电流计算

3.3连接件PEEC建模

3.4机箱主体的简化及完整机箱模型组集

3.5本章小结

第四章 数值算例与实验

4.1单芯连接件机箱算例

4.2多芯连接件机箱算例

4.3含长内拖线缆和多芯连接件机箱算例

4.4连接件PEEC模型验证试验

4.5机箱屏效测试实验

4.6本章小结

第五章 连接附件引起的内部系统EMS问题初探

5.1EMS问题以及场路混合求解方法

5.2线缆耦合空间电磁干扰等效激励源求解

5.3数值算例与分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2今后工作展望

参考文献

致谢

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