屏蔽体的孔缝特性与等效计算方法研究

摘要

电磁设备的大规模应用造成了一定的电磁污染，严重影响人类身体健康、信息系统安全和国民经济发展。防治电磁污染需要利用屏蔽箱体对电磁设备进行有效屏蔽，但是由于通风散热的需要会导致屏蔽箱体上存在孔缝，孔缝将引起电磁波泄露，降低屏蔽箱体的屏蔽性能。针对以上问题，本文将以带孔缝的屏蔽箱体为研究对象，进行了孔缝特性分析并对其屏蔽效能计算提出了一种快速准确的等效计算方法。　　首先，以带缝隙的屏蔽体为对象，研究了缝隙长度和宽度对屏蔽特性的影响，仿真发现影响屏蔽效能的关键因素是与磁场方向垂直的分缝边长长度。接着，对带缝隙的屏蔽体采用加入损耗材料、加深分缝深度和双层屏蔽三种方案进行修补，研究结果表明三种修补方案均能有效地提高屏蔽体的屏蔽效能，其中采用双层修补能够极大地改善屏蔽性能。然后，以带孔阵的屏蔽体为对象，在孔阵内小孔的总面积大小相等的条件下，研究了孔阵内小孔的形状、个数和孔间距对屏蔽体的屏蔽特性的影响。研究结果表明圆形和方形小孔相比于长方形小孔有更好的屏蔽性能。在满足一定条件下，小孔数量越多、孔间距越大，屏蔽体的屏蔽效能越好。最后，为了简化对带孔阵屏蔽体的屏蔽效能计算，以带偏心孔阵的屏蔽体为对象，提出了一种快速准确的等效计算方法。先将孔阵转换为等面积的单孔，再引入缩小比例和偏心系数对该孔的阻抗进行校正。通过改变孔阵的数量、位置以及屏蔽箱体的材料，验证了本文提出的等效算法的准确性。　　通过对屏蔽体的孔缝特性的分析与等效计算方法的研究，得到了带孔缝屏蔽体的电磁屏蔽规律，可以选择出最佳的孔缝屏蔽方案，为复杂屏蔽箱体的屏蔽设计提供了一定的理论基础，具有重要的理论和工程意义。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 背景与意义

1.2 电磁兼容研究的主要内容

1.2.1 电磁兼容

1.2.2 电磁干扰

1.2.3 抑制干扰的途径

1.3 电磁屏蔽的研究的主要内容

1.3.1 电磁屏蔽的定义和分类

1.3.2 电磁屏蔽效能

1.3.3 屏蔽体的设计

1.4 国内外研究现状

1.4.1 屏蔽材料的发展现状

1.4.2 电磁屏蔽仿真现状

1.5 本文的主要研究内容

第2章 Maxwell有限元法和电磁场仿真基础

2.1 有限元法的简介

2.1.1 有限元法的概念

2.1.2 有限元法的基本原理

2.1.3 有限元法技术

2.1.4 有限元法的数学基础

2.1.5 有限元法的应用步骤

2.2 Ansoft Maxwell软件及建模步骤

2.2.1 Ansoft Maxwell软件介绍

2.2.2 Ansoft Maxwell的自适应网络剖分技术

2.2.3 Ansoft Maxwell软件的建模步骤

2.3 Ansoft Maxwell电磁场仿真

2.3.1 电磁场求解的边界条件

2.4 本章小结

第3章 带缝隙屏蔽体的屏蔽特性研究

3.1 引言

3.2 仿真参数的设置

（1）设置求解方式和边界条件

（2）设置扫描参数

（ 3）设置模型尺寸

3.3 缝隙尺寸对屏蔽效能的影响

3.3.1 分缝长度

3.3.2 分缝宽度

3.7 竖直分缝和水平分缝对磁场线的影响示意图3.4 缝隙修补对屏蔽效能的影响

3.4.1 损耗材料

3.4.2 缝隙深度

3.4.3 双层修补

3.5 本章小结

第4章 带孔阵屏蔽体的屏蔽特性研究

4.1 引言

4.2 仿真参数的设置

（1）设置求解方式和边界条件

（2）设置扫描参数

（3）设置模型尺寸

4.3 小孔的形状对屏蔽效能的影响

4.4 小孔的数量对屏蔽效能的影响

4.5 小孔间距对屏蔽效能的影响

4.6 本章小结

第5章 对带偏心小孔阵箱体的快速等效建模方法

5.1 引言

5.2 计算方法

5.2.1 Robinson模型

5.2.2 Dehkhoda模型

5.3 等效分析算法的建立

5.3.1 孔阵面积等效

5.3.2 修正算法

5.4 算法的验证

5.4.1 仿真参数的设置

5.4.2 孔阵的位置验证

5.4.3 屏蔽箱的材料

5.4.4 孔阵的数量验证

5.5 应用效果分析

5.6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文