超宽带脉冲对腔体孔缝及连接的耦合效应研究

论文摘要

未来高技术战争条件下,电子对抗与反对抗日趋激烈。对典型电子设备进行电磁环境效应分析,特别是抗强电磁干扰的防护技术,一直是各国电子对抗部门的工作重点,并随着信息化战争模式的深入日益受到重视。通常电磁波进入系统的途径有三条:一是通过系统上的孔缝和连接部;二是通过系统上的天线;三是通过对系统金属壳体的穿透。对高频率的微波信号,对系统影响最大的是孔缝和连接部的耦合。本文首先针对腔体上孔缝在微波脉冲作用下的耦合特性利用电磁仿真软件CST进行了分析,并研究了不同孔缝形状、大小以及分布方式对耦合强度和共振频率的影响关系。研究结果表明:对于单个孔缝,正方形和圆形孔缝的耦合系数较为接近,且随着频率增高而增大;当入射电磁波电场方向与矩形孔缝的长边垂直时,耦合系数最大,此时将发生共振,共振频率对应的二分之一波长约等于矩形孔缝的长边长度;当入射电磁波电场方向与矩形孔缝的长边平行时,耦合系数最小,并进一步研究了耦合系数与矩形长宽比例的关系。随后研究了超宽带脉冲与腔体孔缝阵列时的耦合情况,研究发现,相对于单个孔缝的情况,各种形状的孔缝耦合系数均有明显下降,且孔缝形状差异的影响不再明显。接下来还对超宽带脉冲和圆柱腔体连接缝隙的耦合过程进行了研究。通过不同脉宽UWB脉冲对腔体耦合电场的时域和频域分析,观察到了共振效应和增强效应等现象,讨论了圆柱腔体连接缝隙的耦合电场特性和带有连接缝隙腔体的谐振特性。本文所作的分析为今后的进一步电磁兼容研究工作打下了扎实的基础,也为以后进行的典型设备腔体的孔缝及连接部位设计提供了重要的参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究工作和主要内容
• 第2章 超宽带电磁场分析
• 2.1 超宽带脉冲信号
• 2.1.1 超宽带信号的定义
• 2.1.2 超宽带信号形式
• 2.2 宽带信的分析方法号超
• 2.2.1 超宽带信号的解析方法
• 2.2.2 超宽带信号的数值方法
• 2.3 吸收边界条件分析
• 2.3.1 完全匹配层（PML）吸收边界条件
• 2.3.2 时域MEI吸收边界条件
• 2.4 孔缝耦合的基本理论
• 2.5 本章小结
• 第3章 超宽带脉冲与不同形状孔缝的耦合特性研究
• 3.1 耦合模型
• 3.2 孔缝形状对耦合性能的影响
• 3.3 矩形孔缝的长宽比率对耦合性能的影响
• 3.3.1 固定周长时不同长宽比率矩形孔缝的耦合性能
• 3.3.2 固定长边长度时不同长宽比率矩形孔缝的耦合性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 超宽带脉冲与不同阵列孔缝的耦合特性研究
• 4.1 耦合模型
• 4.2 阵列分布对不同形状孔缝的耦合性能的影响
• 4.3 孔缝数量对耦合性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 超宽带脉冲与腔体连接部的耦合特性研究
• 5.1 圆柱搭接连接方式
• 5.2 螺钉加固连接方式
• 5.3 螺纹连接方式
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢