电磁兼容暗室特性的时域分析研究

论文摘要

电磁兼容暗室是电磁兼容性研究的关键设备,采用计算机分析、预测并设计其性能是当前电磁兼容性研究领域的热点问题。而且,构建准确的电磁兼容暗室的计算机模型也是开展电磁兼容虚拟研究与设计的基础,具有重要的工程应用价值。本文针对电磁兼容暗室时域分析及设计中的关键问题开展研究。主要工作及解决的问题是: 1.考虑吸波体制造工艺中材料电导率的存在及影响,构建了有耗材料棱锥型吸波体时域分析模型。采用有限差分法格式模拟及分析了不同设计参数下吸波体阵列对电磁波的吸收作用。 2.针对吸波材料特殊的色散特性,基于数字处理技术给出了一个新的考虑介电常数色散特性、导磁率色散特性及电导率的多参数三维时域有限差分法格式、边界条件和算法,从而能够在不同入射波条件下更准确地模拟色散特性吸波材料中的电磁场。 3.针对电磁兼容暗室性能难以模拟这样的电大问题,利用小波尺度函数,给出了一个新的考虑材料有耗参数及色散特性多分辨率时域分析算法,并在此基础上实现了对暗室性能的有效分析与预测。 4.建立了考虑吸波材料有耗特性、色散特性的电磁兼容暗室计算机仿真模型。在此基础上对暗室归一化场地衰减等性能进行了分析研究。验证了本文提出的改进型MRTD方法。 本文针对电磁兼容暗室的设计与分析,提出了系统的复杂材料时域分析算法。对吸波体电磁波作用机理开展了比较深入的研究。提出了解决色散材料模拟、电大问题计算、暗室性能分析等问题的方法,对电磁兼容暗室设计以及电子、电气产品虚拟电磁兼容性研究提供了有效的分析理论与工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的提出、背景及意义
• 1.2 国内外研究水平及需要解决的问题
• 1.2.1 电磁兼容暗室的发展过程
• 1.2.2 吸波体分析方法概况
• 1.2.3 吸波体色散材料特性研究概况
• 1.2.4 电磁兼容暗室理论研究与试验研究概况
• 1.2.5 时域有限差分法在电磁兼容性研究中的应用
• 1.2.6 电磁兼容暗室时域电析中的两个关键问题与对策
• 1.3 本论文研究的主要任务
• 第二章 有耗吸波体散射场时域有限差分法分析
• 2.1 描述高频电磁场的麦克斯韦方程
• 2.2 电磁兼容暗室用吸波材料
• 2.3 有耗问题时域有限差分法格式
• 2.4 吸收边界条件
• 2.5 散射球验证
• 2.6 吸波体时域分析
• 2.6.1 吸波体模型建立与散射场分析
• 2.6.2 设计参数对浸碳吸波体性能的影响
• 2.7 小结
• 第三章 色散吸波体散射场时域有限差分法分析
• 3.1 色散材料的复介电常数与复磁导率
• 3.2 Debye形式复频率特性的计算
• 3.3 修改的色散FDTD格式
• 3.3.1 数字滤波器设计技术的应用
• 3.3.2 FDTD格式
• 3.3.3 算法
• 3.4 色散材料中的吸收边界条件
• 3.4.1 色散材料吸收边界的基本方程
• 3.4.2 色散材料吸收边界的材料方程及FDTD格式
• 3.5 由色散材料构成的现代吸波材料
• 3.5.1 考虑介电常数色散特性与非色散特性吸波体作用的比较
• 3.5.2 铁氧体瓦色散特性对时域场的影响
• 3.6 小结
• 第四章 吸波体的多分辨率时域分析格式
• 4.1 MRTD格式
• 4.1.1 场量的展开式
• 4.1.2 新的MRTD格式
• 4.2 考虑色散材料MRTD法的求解过程
• 4.3 电大问题计算资源分析
• 4.4 小结
• 第五章 电磁兼容屏蔽暗室性能仿真
• 5.1 吸波体构成的电磁兼容暗室
• 5.2 电磁兼容暗室标准与评估实验
• 5.2.1 归一化场衰减量
• 5.2.2 归一化场传输损耗
• 5.2.3 场均匀度与净区
• 5.3 时域分析中的电磁兼容暗室模型
• 5.4 MRTD法暗室性能预测仿真
• 5.5 暗室性能试验测试
• 5.6 仿真结果与实验比较
• 5.7 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学期间承担科研项目及研究成果
• 致谢