电子设备电磁兼容仿真模型的简化研究

摘要

电磁兼容数值仿真已经成为电子设备设计中的一个必须步骤，通过仿真可以在设备投入生产之前就发现并解决问题，从而节省由于电磁兼容不达标造成反复修改设计的成本。为了快速准确地仿真电子设备的电磁兼容特性，就必须建立简单可靠的仿真模型，这样不仅减少工作量，而且可以指导工程实际。但是实际电子设备往往比较复杂，内部一般都有PCB板，同时包括大量的微小结构，如各种安装凸台、凹槽等。如果按照实际的设备建立仿真模型会耗费大量的人力物力，同时复杂的模型会使计算量急剧地增加，甚至引起网格畸变，导致错误的仿真结果。因此在电磁兼容仿真建模的过程中，必须对电子设备的仿真模型尽可能地简化或等效处理。 针对这种现状，提出了基于微扰理论的电磁兼容仿真模型处理方法，并结合理论和数值仿真实验验证了该方法的正确性和实用性。 首先，对电子设备电磁兼容的仿真模型进行了讨论，介绍了电磁屏蔽仿真建模中的主要因素；然后，介绍了谐振腔微扰理论的基本原理，探讨如何合理地简化模型，并提出简化准则，通过数值仿真案例验证了该方法的准确性；最后，论文介绍了这种模型处理方法在实际工程中的应用，将简化规则应用于PC机箱的电磁兼容仿真中，并与测试数据进行对比，结果显示通过使用这种模型处理方法，仿真建模速度和数值计算的效率都有了很大的提高。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1电磁兼容研究的背景

1.2电磁兼容仿真研究的意义

1.3电子设备电磁兼容仿真的现状

1.3.1电子设备辐射源仿真的现状

1.3.2电子设备电磁屏蔽仿真的现状

1.4本文的主要工作

第二章电子设备电磁兼容仿真模型的讨论

2.1引言

2.2电子设备的主要特点

2.2.1电路特点

2.2.2结构特点

2.3电磁屏蔽仿真建模的主要因素

2.3.1缝隙结构的仿真建模处理

2.3.2通风孔洞对屏蔽效能的影响

2.3.3微小结构对网格划分的影响

2.4小结

第三章基于微扰理论的仿真模型简化研究

3.1引言

3.2矩形谐振腔

3.2.1谐振频率

3.2.2场强分布

3.3谐振腔微扰理论

3.3.1腔壁金属微扰

3.3.2腔内材料微扰

3.4基于微扰理论的仿真模型处理

3.4.1腔壁金属微扰的处理

3.4.2介质材料微扰的处理

3.5案例验证

3.6小结

第四章PC机箱电磁兼容仿真与测试

4.1引言

4.2 PC机箱的电磁兼容仿真

4.2.1设备结构

4.2.2复杂模型的电磁兼容仿真

4.2.3简化模型的电磁兼容仿真

4.2.4两模型仿真结果分析比较

4.3 PC机箱的屏蔽效能测试

4.3.1测试方法

4.3.2测试过程

4.3.3测试结果

4.4仿真与测试结果的分析比较

4.5误差分析

4.5.1测试误差分析

4.5.2仿真误差分析

4.6小结

第五章总结与展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果