电子设备电磁兼容仿真模型的简化研究

论文摘要

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,本文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。论文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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 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
• 一、本文的主要工作和结论
• 二、今后工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果