不同极化入射波与带微带线电路板的机箱的耦合研究

论文摘要

本文主要研究了电磁脉冲与腔体的耦合效应,由于其属于瞬态电磁学的研究领域,我们采用时域有限差分方法(FDTD)对计算机机箱进行数值模拟,其结果显示了电磁脉冲以及不同极化方向的电磁波与腔体的耦合过程,在此基础上得出了其对应的频域波形,对电磁脉冲与腔体的耦合研究具有一定参考意义。本论文首先综述电磁干扰的途径,介绍了圆极化波在实际中的应用,通过对国内外现状的分析,表明本文的研究具有前沿性和探索性。作为本文研究的基础,首先简单地介绍了本论文研究中采取的时域有限差分方法,然后用它来研究了电磁脉冲与腔体的耦合过程,与CST仿真结果的比较表明了该方法的可行性。电磁脉冲与计算机的耦合作用具有重要的战略意义,本论文首先研究了四种不同形状的电磁脉冲与计算机机箱的耦合,通过利用其频域数据计算出了相应的耦合函数,该耦合函数反映了电磁脉冲与腔体的耦合与入射波的关系;另一方面,本论文比较了入射波分别为线极化、圆极化波时与腔体的耦合;接着研究了微带线电路板对腔体耦合的影响,比较了不同极化方向的入射波与带微带线电路板的机箱的耦合;本论文还研究了电磁波通过线缆与腔体的耦合,并分析了脉冲的入射方向和线缆参数对带线缆的腔体耦合的影响;所得结果对电磁干扰的防护及攻击具有重要作用。最后,概括了本文在电磁脉冲与腔体的耦合方面的研究成果,并展望了该研究领域的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作和研究意义
• 第二章 电磁波时域有限差分方法
• 2.1 时域有限差分法概述
• 2.2 时域有限差分法基本原理
• 2.2.1 Yee氏网格
• 2.2.2 Maxwell方程的有限差分表示
• 2.2.3 数值稳定性和数值色散
• 2.2.4 吸收边界条件
• 第三章 不同类型脉冲与腔体的耦合效应
• 3.1 脉冲波形概述
• 3.2 算法正确性的验证
• 3.3 四种脉冲与带单缝腔体的耦合
• 3.4 四种脉冲与计算机机箱的耦合
• 第四章 线极化波和圆极化波与腔体的耦合比较
• 4.1 线极化、圆极化波与计算机机箱的耦合
• 4.1.1 线极化、圆极化波与单缝机箱的耦合
• 4.1.2 线，圆极化波与T形缝机箱的耦合
• 4.1.3 线，圆极化波与计算机机箱的耦合
• 4.2 初相角对圆极化波耦合进入腔体的场的影响
• 4.2.1 频率为2GHz的入射波与腔体的耦合受初相角的影响
• 4.2.2 频率为2.5GHz的入射波与腔体的耦合受初相角的影响
• 第五章 带微带线电路板的腔体耦合研究
• 5.1 电场极化方向对微带线电路板上元件电压响应的影响
• 5.1.1 自由空间中电路板上电阻的电压响应
• 5.1.2 屏蔽腔中电路板上电阻的电压响应
• 5.2 高斯脉冲与带微带线电路板的机箱的耦合研究
• 5.3 不同极化方向的入射波与带微带线电路板的机箱的耦合
• 第六章 线缆对腔体屏蔽效应的影响
• 6.1 线缆模型及细导线FDTD方法
• 6.2 电磁脉冲与带线缆的腔体耦合
• 6.3 电磁脉冲的入射角度对线缆耦合的影响
• 6.4 线缆参数对腔体屏蔽效应的影响
• 6.4.1 线缆中细导线的半径对线缆耦合的影响
• 6.4.2 暴露于电磁脉冲下的线缆长度对线缆耦合的影响
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的科研论文