复杂金属腔体的屏蔽效能分析与天线耦合特性研究
带开孔金属腔体内部耦合场强分布的实验研究
２１ ０ ０年 ９月
带 开 孔 金 属 腔 体 内部 耦 合 场 强 分 布 的实验 研 究
夏 志 勇 ， 辉 胡 新 肖集 雄 徐 晓英 王 ， ， ，
（ 武 汉理 工 大 学 理 学 院 ， 北 武 汉 １ 湖 ４０ ７ ； ３ ０ ０ ２武 汉 大 学 电气 工 程 学 院 ， 湖北 屏 蔽效 能 的研 究 日益成 熟 ， 种有 效 的提高 带 开孔 金属 腔体 屏蔽 效 能 的方法 关 各
作 用．
关 键词 ： 电磁屏 蔽 ； 金属 腔 体 ； 强 分布 ； 场 孔缝 耦 合
中图分 类 号 ： ４ １５ Ｏ ４ ． 文 献标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：Ｏ ０ １ ６ （ ０ ０ ０ — ０ ８ — ０ １０ — ５５ ２ １） ５ ４ １ ４
Ｅｘ ｒ ｍ ｅ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｐ ｉ ｇ Ｆｉ ｌ ｓ ｒ ｂｕ ｉ ｎ ｉ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｌｎ ｅ ｄ Ｄｉ ｔ ｉ ｔｏ ｎ
第 ３ ０卷
第 ５期
河 北大 学学 报 （ 自然科 学版 ）
ｏｆ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｅ ｅ ｎｉ ｅ ｓｔ （ ａ ｕ ａ ｉｎｃ ｔｏｎ） ｏ ｒ ａ Ｈ ｂ ｉＵ ｖ ｒ ｉｙ Ｎ ｔ ｒ ｌＳｃｅ ｅ Ｅｄｉｉ
Ｖｏｌ ３ ．５ ＿ Ｏ Ｎｏ
Ｓｅ ２ ０ ｐ． ０１
ｉ ｏｍ ｅ ｇｕｉ ｎ ｅ ｆ ｒ ｅ ｅ ｔ ｏ ｃ ｄｅ ｉｅ ｔ ｅ ａ ａ ｔ ｏ ｐ ａ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔｙ ｔ ｎｇ ｓ ｄａ ｃ ｏ ｌｃ ｒ ｎｉ ｖ ｃ ｓ ｗｉｈ ｍ ｔ ｌｃ ｖｉｙ ｔ ｌ ｃ ｏ ｒ ｃ ｌ ｈｅ ＰＣＢ ｅ ｉｉ ｅ ｃ ｍ ｐ — ｏｒ ｓ ｎｓｔｖ ｏ ｏ
ｎ ｅｎｔｓ．
基于HFSS的金属箱体屏蔽效能的研究
基于HFSS的金属箱体屏蔽效能的研究作者：邱诗浩来源：《电子技术与软件工程》2017年第08期摘要随着现代电子科学技术的发展，电子设备的数量及种类不断增加，使得电磁环境日趋复杂，电子设备的电磁兼容性能就越来越重要。
在电子电器设备的金属机箱设计中，由于需要考虑散热、通风和组装等问题，不同形状的缝隙是不可避免的，本文通过电磁仿真软件Ansoft HFSS，对金属机箱上不同形状的缝隙对机箱屏蔽效能造成的影响进行了详细分析，并得出了结论。
【关键词】电磁兼容屏蔽效能 HFSS1 引言电气和电子工程师协会（IEEE）对电磁兼容（EMC）的定义是：设备或系统在其电磁环境下能正常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
为了保证设备不受外界复杂电磁环境的干扰，并尽可能的不对其他设备造成干扰，一般采用金属机箱对敏感设备进行屏蔽，但是，由于设备的散热、观测和调试需要等因素的存在，机箱上的缝隙是不可避免的，外界的电磁干扰通过这些缝隙耦合到机箱内部，造成电路中敏感器件的波动，影响设备正常工作。
电磁屏蔽效能（Electromagnetic Shielding Effectiveness，简称SE）是一种电磁指标，被用以度量电磁屏蔽作用的强弱，它的定义是：在电磁场中同一地点无屏蔽存在时的电场强度与加屏蔽体后的电场强度之比，用SE表示：其中，E0是空间中试验点在不采取任何屏蔽措施时的电场强度，Es是同一试验点在经过屏蔽体衰减后的电场强度，SE越大，屏蔽效果越好。
本文通过使用Ansoft HFSS仿真软件，建立了金属机箱等效模型，对不同情形下的电子设备机箱进行了屏蔽效应分析，总结了提高机箱屏蔽效能的改进措施。
2 HFSS模型的建立Ansoft HFSS作为是一款基于有限元法（FEM）的三维结构电磁场仿真软件，被业界广为认可，在本文中用以研究多种因素和屏蔽效能的关系。
如图1，研究选用厚度为0.5mm的铝制箱体，箱体的几何尺寸为300×200×100mm，激励则使用平面波源，将入射波设为沿X轴负方向垂直入射，电场测试点位于箱体中心。
织物屏蔽效能的法兰同轴法和屏蔽室法测试对比研究
织物屏蔽效能的法兰同轴法和屏蔽室法测试对比研究肖红;唐章宏;施楣梧;王群【摘要】为研究不锈钢织物的屏蔽效能,采用法兰同轴法(30 MHz～1.5 GHz)和屏蔽室法(1～18 GHz、18～26.5 GHz),对样品的屏蔽效能进行了对比测试研究.结果表明,2种不同测试方法和条件下,电磁波的电场分量和磁场分量在样品平面分布显著不同,屏蔽室法可以清晰反映出各向异性织物电磁屏蔽效能的方向性,而法兰同轴法则不能.法兰同轴测试时,对应的电磁波长较长,导致同样尺寸金属纱线排列间距和缝隙孔洞对屏蔽效能的影响不如屏蔽室法明显.只有经、纬向金属纱线排列间距相同,电性能宏观各向同性的电磁屏蔽织物,在2种测试方法下才遵循同样的规律性,且也是经济、有效的屏蔽未知方向电磁波的最佳结构形式.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】8页(P47-54)【关键词】法兰同轴法;屏蔽室法;屏蔽效能;各向异性【作者】肖红;唐章宏;施楣梧;王群【作者单位】总后军需装备研究所,北京100082;北京工业大学材料学院,北京100022;总后军需装备研究所,北京100082;北京工业大学材料学院,北京100022【正文语种】中文【中图分类】TS106Abstract The electromagnetic shielding effectiveness of a series of stainless fabrics are tested by the flange coaxial method (30-1.5 GHz) and the shielding chamber method(1-18 GHz, 18-26.5 GHz). By the two different testing methods, the distributions of the electric field component and the magnetic field component on the sample surface are obviously different. The shielding chamber method can reflect the directivity of the anisotropy fabrics and the flange coaxial method is disabled. Because the electromagnetic wave length is longer in the flange coaxial method, the same metal fiber distance and the aperture of the same size affects the electromagnetic shielding effectiveness tested by the flange coaxial method less than that by the shielding chamber method. Only the electromagnetic shielding fabrics, with the same metal arrangement spacing in the warp and weft yarn, with macro isotropic electric properties, follows the same regularity tested with two kinds of test methods, and also is the economic and effective optimum structure form to shield the unknown direction electromagnetic waves.Keywords flange coaxial method; shielding chamber method; shielding effectiveness; anisotropy根据电磁波频段不同，材料电磁屏蔽效能的测试方法可以分为3类：1)适合近场环境的测试方法。
基于HFSS在有孔矩形金属腔体中电磁屏蔽效能的应用
基于HFSS在有孔矩形金属腔体中电磁屏蔽效能的应用作者：郭超来源：《科技视界》2015年第18期【摘要】金属腔体内电子设备之间的间距比较小，并且由于散热、通风的孔缝，容易造成电磁泄露，所以必须进行屏蔽效能的分析。
通过HFSS软件对有孔金属屏蔽体进行了屏蔽效能分析，仿真出了腔体的屏蔽效能，得出了影响金属腔体屏蔽效能的因素，对屏蔽体的设计以及电路和器件的合理布局有着重要的意义。
【关键词】HFSS；屏蔽效能；孔缝耦合；电子设备0 引言近年来随着电子战的兴起，各种军用、民用电子设备成为电磁干扰的对象，而屏蔽腔体作为保护和隔离电磁干扰的设备，为适应通风、散热的需要，通常需要在腔体上开孔，破坏了腔体的完整性。
因此，研究带孔金属屏蔽腔体的屏蔽效能是具有十分重要的意义。
通过HFSS软件对孔缝电磁耦合的数值仿真，分析各种不同形状的孔对屏蔽体屏蔽效能的影响，使有孔金属屏蔽腔体抗电磁干扰的能力达到最大。
1 电磁屏蔽效能的计算方法电磁屏蔽就是为了抑制电磁干扰，一般是通过隔断电磁能量在空间的传播路径来实现的。
为了描述和定量分析屏蔽体的屏蔽效果，通常采用屏蔽效能表示屏蔽体对电磁干扰的屏蔽能力和效果[1]。
屏蔽效能是指未加屏蔽腔体时某一点的场强E0和H0与在同一测试点加屏蔽腔体时的场强ES和HS的比值。
通常在工程上以dB为单位，屏蔽效能的表达式为：一般情况下，屏蔽腔体的屏蔽效能受到材料特性、厚度、形状、屏蔽体上孔缝的形状、尺寸、数量和排布方式，屏蔽体内部的模块印制板，以及干扰源的频率、入射角、干扰源到屏蔽体的距离和极化形式等显著影响[2-4]。
2 仿真结果及分析本文以一个带孔的金属机壳作为研究对象来分析带孔金属屏蔽腔体的屏蔽效能，尺寸为a×b×d=300mm×120mm×300mm。
运用HFSS软件的仿真结果来讨论各种因素对有孔矩形屏蔽腔体屏蔽效能的影响，有孔矩形屏蔽腔体在HFSS中建立的模型如图1所示。
电磁屏蔽室屏蔽效能基本原理、数学公式、其他的有关信息、测量技术选择指南、初测和改进
附录A(资料性附录)基本原理A.1概述本标准规定的测量方法保证了技术的有效性，简化了测量过程，可以避免财力和物力的浪费。
这些明确规定的测量方法构成了本标准的基础。
A.2一些考虑A.2.1标准测量在标准频率范围内(表1)的测量结果可用来比较不同屏蔽室的屏蔽效能特性。
标准测量位置如下：1）屏蔽室入口屏蔽壁上预选的门缝和结合部位；2）所有屏蔽面上穿墙装置可接近的部位。
A.2.2初测在正式测量开始之前可以先进行初测，以便找到屏蔽效能比较差的部位。
如果屏蔽效能达不到要求，可以对其进行改进。
经验表明：在低频段，磁场屏蔽效能已经体现了最严格的要求，本标准没有给出电场屏蔽效能的测量方法，因此，低频段电场屏蔽效能可不测量。
A.2.3非线性特性在强发射情况下，可能出现显著的非线性特性,这将导致屏蔽效能的变化。
附录C提供了在规定照射范围内界定明显非线性特性的可选方法。
A.2.4扩展的频率范围按照本标准正文推荐的方法，并使用下面三个频率范围内的任何非典型频率，可得到附加的测量结果：——低频频段：50Hz～20MHz；——谐振频段：20MHz～300MHz；——高频频段：300MHz～100GHz。
A.3腔体谐振A.3.1腔体谐振的考虑在屏蔽室谐振频率范围内进行测量时，应考虑结果是否正确。
该频率范围大概从0.8r f到3r f, f是指屏蔽室的最低固有谐振频率。
在该频段测量时，应考虑采取专门的预防措施。
对尺寸比较r大的屏蔽室，其最低固有谐振频率可能在20MHz以下。
由于屏蔽室壁面呈电连续性，因此其是一个谐振腔体。
在一定条件下，当电磁波注入到屏蔽室内时，在高于其最低固有谐振频率r f的频段内将产生驻波。
由于驻波的影响，屏蔽室内部的电磁场不再均匀，出现了与该激励频率相关的极大值和极小值。
谐振频率和模式取决于屏蔽室的几何尺寸和形状。
几乎任何形状的屏蔽室都可以产生谐振，但通常只对相对简单的长方体、圆柱体和球体屏蔽室的谐振频率进行数学分析。
电磁屏蔽室测试区屏蔽效能测试方法探讨
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFF0212601)资助。
作者简介:赵敏(1973-)，女，高级工程师，大学本科，长期从事电子计量测试研究。
通信作者简介:常炜(1971-)，女，工程师，大学本科，长期从事测量测试管理工作。
电磁屏蔽室测试区屏蔽效能测试方法探讨Study on Test Method of Shielding Efficiency in the Work Area of Electromagnetic ShieldingRoom赵敏,常炜(工业和信息化部电子第五研究所,广东广州510610)Zhao Min,Chang Wei (The Fifth Electronics Research Institute of Ministry of Information Industry,Guangdong Guangzhou 510610)摘要：目前，电磁屏蔽室屏蔽效能测试依据《GB/T 12190-2006屏蔽效能的测量方法》进行，在靠墙位置查找电磁波泄漏情况，然后进行测试。
测试结果的屏蔽效能值偏小，且不确定性大，往往不满足使用要求。
测试实验室使用的区域远离墙壁，对屏蔽效能要求更高。
提出测试区屏蔽效能的概念，即以测试区25点测量结果的平均值作为屏蔽效能测试结果，认为更符合测试实验室需求。
并以高频段的(1~18)GHz 为例，通过电磁仿真及测试实例证明其科学性和有效性。
经不确定度评定，扩展不确定度为4dB。
关键词：电磁屏蔽室；测试区屏蔽效能；FEKO 仿真；扩展不确定度中图分类号：TM153+.5文献标识码：A文章编号：1003-0107(2021)05-0119-06Abstract:At present,the shielding effectiveness of electromagnetic shielding room is tested following GB/T 12190-2006shielding effectiveness measurement method.The maximum leakage of electromagnetic wave is found near the wall,and then the shielding effectiveness is gotten.Therefor the effectiveness value is small and uncertain,which does not meet the use requirements.The area used by the test laboratory is far away from the wall,which requires higher shielding effectiveness.The concept of shielding effectiveness of work area is put forward,that is to say,the average value of 25points in the work area is taken as the shielding effectiveness.Taking (1~18)GHz of high frequency band as an example,the scientific and effective of the method are proved through electromagnetic simulation and test examples.The expanded uncertainty is 4dB.Key words:Electromagnetic Shielding Room;Shielding Efficiency of Work Area;FEKO Simulation;Expanded UncertaintyCLC number:TM153+.5Document code:AArticle ID ：1003-0107(2021)05-0119-060引言在《GB/T 12190-2006电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》中这样描述屏蔽室："使内部不受外界电、磁场的影响或使外部不受内部电磁场影响的一种结构，它通常由金属材料建成，在金属板接缝和门等处采取一定的措施以保证连续的电连接"[1]。
基于空间场屏蔽效能测试方法研究
困 素蜃 童
认证与实验 室
分 别 为 同 轴 传 输 线 法 装 置 直线 段 部 分 内 导 体 的外 半 径 和 外 导
由式 （） ２ 可知 ， 触 阻 抗 Ｚ 越 大 ， 蔽 效 能 就 越 小 ， 果 试 接 屏 如
体的内半径 ， 见要 想把测试的频率提 高 ， 可 就必须得把 同轴线 的尺寸相应地减小 ， 是尺寸过小 ， 增加损耗且 限制 了传输 但 将 功率 ，所 以 上限使用频 率 与具体 的结 构尺寸有关 ，一 般低于
Ｘｉ ｎ ７１ ０７１ ’ ０ ａ １
摘 要 ｔ 于空阔 电磁场屏 蔽效能 测试 中 ，目前存在 着各 种测试 标 准 ，虽然 每种 方法都 能获 得实验数 基
据 ， 是不同测 试方法 下的实验 数据 差异性 很 大 ， 但 不具有 可 比性 。针 对 以上问题 ， 文对 各种方 法 的选 该 用 、 理 以及优 缺点展 开详细 的研 究和分 析 。 对 基于空 间 电磁场 屏蔽 效能 测试 方法标 准 的统 一性 和 原 并 规 范化做 了相成 的建议和 尝试 ， 优化和 控制屏 蔽部 件 、 蔽 材料 和屏 蔽 实体的 屏蔽效 能测 试 ， 来 屏 使测试 标 准更加符 合实际 测试和生 产实践 。
场法的 Ａ Ｔ Ｅ 一 Ｓ Ｍ— Ｓ ７同轴传输线法和法兰同轴测试法 ， 近场法
的 Ａ Ｔ Ｅ一 Ｓ Ｍ— Ｓ ７双 盒 法 ， 有 新 兴 起 的 的屏 蔽 室 法 ， 面 就 对 还 下 各 种 测 试方 法 的测 试 装 置 、 试 原 理 、 试 特 点 以及 所 适 用 的 测 测 范 围 等 方方 面面 做 详细 介 绍 和分 析 。
Ｋｅ ｏ￣ ｓ Ｓｈｅｌ ｎ ｆｅ ｉｅ ｅ ｓＴｅ ｔ ｅ ｔＳ ａ ｄ ｄ； ｉｃ ｔ ｙｗ ： ｉ ｄｉｇ Ｅ ｆｃｔ ｎ ｓ ； ｓ ； ｓ ｔ ｎ ａｒ Ｕｎｆ ａ ｉ ｖ Ｔ ｉ ｏｎ
复杂金属腔体的屏蔽效能分析与天线耦合特性概要
复杂金属腔体的屏蔽效能分析与天线耦合特性电磁脉冲作为一种瞬变电磁现象,拥有峰值场强高、上升时间短、频谱宽等特点,它对各种军用和民用的电子信息系统构成了严重威胁。
因此,对于通信网络和通信系统而言,研究其电磁兼容和电磁干扰问题刻不容缓。
完整无孔、缝的金属箱体屏蔽可有效实现电磁脉冲防护,但在实际使用中,为了连接信号线、馈电线以及用于窗口观测和散热等,常需要在完整无孔、缝的金属屏蔽腔体上开一些孔缝,而这些孔缝成了外部电磁脉冲进入屏蔽结构的通道,外部电磁脉冲进入屏蔽腔体后会在其内部产生谐振,从而对内部通信系统的正常工作造成较大影响。
目前,矩形屏蔽腔体壁上孔缝对于电磁脉冲的耦合效应研究受到众多研究人员的关注,而圆柱形屏蔽腔体的关注程度较低。
圆柱形屏蔽腔体十分常见,它的谐振频率和波导模式与矩形腔体的谐振频率和波导模式不同,对应的屏蔽效能较矩形腔体的屏蔽效能有很大不同,且更为复杂。
因此,对圆柱形屏蔽结构的屏蔽效能研究很有价值。
本文第三章对圆柱形屏蔽腔体壁上单个矩形细缝的不同开缝取向进行分析,通过改变入射脉冲角度、极化状态、细缝位置和细缝宽窄边尺寸等方面来研究其屏蔽效能。
并且考察了不同形状孔缝阵对于圆柱形腔体屏蔽效能的影响程度,根据不同电磁脉冲极化方向来比较孔阵与矩形细缝阵对屏蔽效能的影响。
得到了一些关于圆柱形腔体屏蔽效能的有用结论。
本文第四章对大尺寸组合结构屏蔽腔体的屏蔽效能做了相应分析。
通过改变入射脉冲方向和极化状态来考察大尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能特性。
应用仿真软件CST计算了大尺寸腔体的时域电场强度分布,为了减少计算量和提高屏蔽效能的计算精度,本章还讨论了如何选用合适的窗函数对其数据作后期处理,以提高所得屏蔽效能结果的精度。
本文第五章分析了无线通信中天线的互耦和相关特性,并得到一些性能参数。
首先,以散射矩阵网络模型为基础,推导出了接收天线阵从场端口到路端口转换的有效表示方式,并提出修正因子β矩阵来更充分的考虑天线近场耦合特性以及负载效应对阵元互耦的影响,同时修正了天线单元连接负载时其输出端的输出波电压。
基于FEKO的金属腔体屏蔽效能研究
基于FEKO的金属腔体屏蔽效能研究作者：喻建余志勇来源：《现代电子技术》2010年第02期摘要:武器系统的电磁泄漏已成为泄露军事战略意图,暴露重要军事目标的一个主要途径。
金属腔体可作为飞机或导弹架构辐射泄漏的屏蔽体,研究其屏蔽效能可为预估飞弹或飞机在此屏蔽架构下的泄漏参考。
在此利用FEKO电磁仿真软件建立了金属空腔的模型,并在其内部设置低频Dipole天线作为辐射泄漏信号,仿真和分析了不同形状的金属空腔在频率10~70 MHz情况下对于泄漏信号的屏蔽效能。
分析的结果表明:铝制金属腔体对于电磁泄漏信号在10~40 MHz时具有好的屏蔽效果。
关键词:电磁泄漏;屏蔽效能;FEKO;天线中图分类号:TM153文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)02-137-03Study of Shielding Effectiveness of Metal Cavum Based on FEKOYU Jian,YU Zhiyong(The Second Artille ry Engineering College,Xi′an,710025,China)Abstract:EM leakage of weapon system has been a primary way,of which military strategetic purpose is divulged and important military establishment is exposed.Study of shielding effectiveness of metal cavum,which can be the shielding encloser for airplane and missile,it is the reference for estimating the EM leakage of airplane or missile in the metal cavum.Therefore,in order to study SE of different metal cavum on EM leakage at frequency range 10~70 MHz,software FEKO is used to set up the metal cavum model,inside which a low frequency Dipole is placed as EM leakage.The analytical results show that SE of aluminum cavum on EM leakage at frequency range 10~40 MHz is perfect.Keywords:EM leakage;shielding effectiveness;FEKO;antenna0 引言武器装备是军事力量的基石和支柱,对战争胜负有着至关重要的影响。
带开孔的电子设备腔体耦合特性实验研究
收 稿 日期 ：２ １— ４ ｌ ０００ 一０
［二］ ］］
３１１ 同长 边矩 形 开 孑 对 应 的 场 强 ． 不 ． Ｌ 选 取 各 种 不 同 长边 矩 形 开 孔 的 情 况 ，采 用 多 点 平 均 法
１引言
带 开 孔 的 电子 设 备 屏 蔽 效 能 是 电磁 兼 容 领 域 中 重 要 的
研 究 内容 。为 了满 足散 热 、通 讯 的要 求 ，有 时 需 要 在 电 子 设 备 上 开 孔 ．但 这 破坏 了 电 子 设 备 屏 蔽 的 完 整 性 ，电 磁 脉 冲 很 容 易 通 过 电 子 设 备 壳 体 上 的 开 孔 耦 合 进 入 屏 蔽 腔 体
出 现一 个 平 均 场 强 峰 值 ， 由 图 ２可 知 ， 腔体 的谐 振 频 率 位 于该 频 段 ， 由 于矩 形 孑 较 大 ，腔 体 谐 振 频 率 出 现 向 低 频 平 Ｌ
移 的现 象 。 ３ １ 不 同短 边 矩 形 开 孔对 应 的 场 强 ．－ ２ 对 不 同 短 边 矩 形 开 孑 情 形 下 ，采 用 多 点 平 均 法 测 量 ， Ｌ
量 ．使 得 实 验 结 果 和 实 际情 况 还 有 一 定 的 偏 差 。 本 文 采 用 实 验 的 方 法 ．从 实 验 角 度 研 究 屏 蔽 壳 体 的 孔 缝 耦 合 特 性 ， 对 孑 缝 在 一 定 频 域 范 围 （ ５ ｍ 进 行 取 样 ，并 将 该 直 线 段 上 所 有 取 样 点 在 该 ａ ｒ 频 率 条 件 下 测 得 的 场 强 值 相 加 做 平 均 ，并 将 相 加 平 均 后 得 出 的 结果 作 为 腔体 内 的平 均 场强 值 。
有孔矩形金属腔体屏蔽效能的估算
算 矩形 金属屏 蔽 腔体 的屏 蔽效 能 ， 对经典 孔缝 电磁 耦合 模型 进行 了数 值仿 真 。 并
１ 理 论 模 型 与原 理
பைடு நூலகம்通 常 所 说 的 屏 蔽 效 能 指 的 是 电 场 屏 蔽 效 能 ， 定 义 为 其
７Ｅ一 ２ １ （ ／ ） ７ ｓ ０ｇ Ｅ。 Ｅ。 （） １
式中：。 Ｅ 为无 屏 蔽体 时某点 的 电场强 度 ； Ｅ 是加 屏 蔽体 之 后 该 处 的 电场 强 度 。
通 过入 射 波 可 知 ， 因此 ， Ｅ
是 预估 屏 蔽 效 能 的关 键 。如 图 １ 示 ， 形 金 属屏 蔽 腔 体 的尺 寸 为 ａ ×ｈ 在 其 一侧 面 上 开有 一 个矩 形 孔 所 矩 ×ｂ ， 缝 ， 际应 用 中金属 腔体 上 的孔 缝都 是有 厚度 的 ， 此模 型 中 ， 实 在 孔缝 面 积 为 ×ｚ厚 度 为 ｔ ， 。为 了分 析方 便 ， 整 个模 型 ， 即外部 电磁 干扰 能量通 过孔 缝耦 合进 入矩 形金 属腔体 的模 型被 划分 为 ３个 区域 ， 分别是 金属 腔体 内 的
矩 形 区域 Ｉ（ ＜ｚ ） 孔缝 所 占据 的矩形 区域 １（ ＜ｚ ） 以及 金属 屏蔽 体外 部 电磁干扰 能 量所 在 的 区域 一ｈ ＜０ 、 Ｉ Ｏ ＜ ， Ｈ （＞ ￡。如 图 ２ 示 ， Ｉ ） 所 孔缝所 在平 面 ｚ —ｔ 近似 等 效 为无 限大 的导 电平 面 ， 可 因此 区域 Ⅲ可被 视 为 半 自由空 间， 另外 区域 Ｉ和区域 Ⅱ可 等效 为两个 矩形 波导 ， 中 区域 Ｉ可 看作 是 终 端短 路 的矩 形 波 导 。需要 说 明的是 ， 其 在 一０ 时 ， 导截 面面积 记做 Ｓ ， ｚ 波 在 一０ 时 ， 导截 面面积 记做 Ｓ 波 。
基于FDTD的孔缝阵腔体屏蔽效能研究
本文 通过 Ｆ Ｔ Ｄ Ｄ方 法进 行仿 真分 析 ， 研究 带有
和部分 电子 电路 辐 射必 须 满 足 相应 的 电磁 兼 容 标 准 限值 ； 同时 ， 界 电磁 噪声 会 对 电 子产 品 的正 常 外 工作产 生影 响 ， 电等 电磁 现象 产生 的瞬 间强 电磁 雷 波烧毁 电子 设备 的事 故 时 有 发 生 。为 了 降低 电子
产 品 内部 产生 的无 线 电波 的辐 射 量 及保 护 它们 免 遭外 界 电磁噪声 的干扰 ， 常将 电子 产 品或 电子产 通
孔 阵列 的腔体 在 内部 电路辐 射 和 外部 电磁 波 辐 射 时呈现 的 电磁 特性 ， 分析 屏蔽腔 体在 采取不 同孔 阵 列 时 的辐射量 和对 外界辐 射 的屏蔽 效能 ， 以有 效 可
算； 其次 ， 计算 了在总 面积 不变 的情况 下 ， 孔缝个 数 增 加 ， 互之 间 的间 隔不变 。 相
１ ３ 屏 蔽效 能 ．
（＋／ ｄｋ １２ ＿ ￣１（＋ ／ ｊｋ １２ ｉ １２＇ ＋ ／ ） Ｈ ＋２ｉ １２ ，一 ／ ） ， ｙ／
一
— — — — — — — — — — — — — — — — 一
・ ３・ ２
ＭＨ 和 高次 模 １３ ｚ附近有 最 大 电磁 泄 漏量 。 ｚ ５０ＭＨ
２ ２ 屏 蔽效 能 ．
图 ６给 出 了双层 方 形孔 阵列 在 层 间距 分 别 为
２ ３ ｍ 和 ５ ０ｍｍ、０ ｍ ０ｍｍ时 的屏蔽 效能 。从 图 中可
当幅度 为 １０Ｖ 的高 斯 脉 冲垂 直 照 射 到 屏 蔽 ０ 腔体 的 开孔 面上 时 ， 择腔 体 中心 为参 考点 进行 仿 选 真计 算 。对 于 开孔 总 面 积 均 为 １２ 孔 数 为 ９０ｍｍ ， ３ 相 邻孔 间 距 为 ２ｍ 的矩 形 孔 阵 列 、 形 孔 阵 ０， ｍ 方 列、 圆形孔 阵列 三 种情 况 ， 仿 真结果 如 图 ４所 示 。 其
浅谈金属屏蔽腔体的屏蔽效能
浅谈金属屏蔽腔体的屏蔽效能1引言现代电子技术向高频、高速和高集成化发展，不仅如此，电子、电气设备的数量、种类也不断增加，这使电子、电气设备工作环境日趋复杂。
然而，电子、电气设备正常工作时，会产生一些有用或无用的电磁能量，造成"电磁污染"，形成电磁干扰。
电磁干扰有可能使电子、电气设备或系统的工作性能发生不希望的偏差，甚至会使电子、电气设备和系统发生失灵、寿命缩短和性能永久性下降，严重时甚至可能摧毁电子、电气设备或系统，还有可能影响人的身体健康。
为了解决系统的电磁兼容问题，有必要从技术和组织两方面采取措施。
所谓技术措施，就是从分析干扰源、耦合途径和敏感设备入手，采取有效的技术手段，包括接地、搭接、布线、屏蔽、滤波和限幅等技术以及这些技术的综合使用，还有电磁干扰的分析和预测，电磁兼容设计和电磁干扰测量技术等。
通常，腔体的屏蔽能力通过屏蔽效能（Shielding Effectiveness，SE）来衡量，它定义为没有腔体时和有腔体时的场强之比。
2 解析方法外界电磁波通过孔缝耦合进入电子设备与系统是电磁干扰（ElectromagneticInterference）产生的一条主要途径，也是电磁兼容学科研究的一个重要问题，因此有必要认真研究孔缝耦合的问题。
本文是基于M. P. Robinson等人于1996年提出的有孔矩形腔等效传输线模型，运用等效传输线原理来研究有孔矩形腔屏蔽效能的特性。
依据上面提出的等效传输线模型，选取有孔矩形屏蔽腔体的尺寸为，孔缝尺寸为，位于开孔面的中心，腔体壁厚为，观察点位于屏蔽腔体的中心。
平面电磁波垂直于有孔平面入射到金属腔体上。
采用CST软件来比较计算结果。
计算出了观测点处，采用等效传输线方法和CST仿真的电场屏蔽效能的比较。
从结果可以看出，等效传输线方法与CST 仿真结果良好吻合。
不难看出：在700MHz附近腔体出现共振现象，由谐振腔谐振频率计算公式（1）式中m、n、p分别为腔体的沿三个方向上的驻波半波数，c为光速，a、b、d分别为屏蔽腔体的长、宽和高。
基于HFSS的金属箱体屏蔽效能的研究
１ 引 言
电气和 电子 Ｉ ： 程 师协 会 （ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ）埘 电 磁 撩 弈（ Ｅ ＭＣ ）的 定 义 是 ： 设 备 或 系 统 电 磁 环 境 卜 能 正常 Ｔ ： ｆ １ ， 并 Ｕ１ 对 该环 境 ｑ 任 何 嚣物 构成 不 能承 受的 电磁 骚扰 的 能力。 为 』 僳 征 殳备 １ 受 外 界 复 杂 电 磁 环 境 的 Ｆ扰 ． ｊ ｛ ： Ｊ 丁 能的／ １ 对 他 设备造 成十扰 ，一般采用金属机 时 敏 感 设 备进 行屏 蔽 ， 但 是 ， 由 于 设 备的 敞 热 ， 删 测 和 调 试 需 要 等冈 袭 的 存 在 ， 机 箱 ｊ 的
矩 形缝 隙 的长 宽 比例 ， 分别 研 究 ８ ０ ￣１ ． ２ ５ ｍｍ、
５ ０ Ｘ ２ ｍｍ 和 １ Ｏ ｘ Ｉ Ｏ ｍｍ 时 的 屏 蔽 效 能 变 化 ． 结 果如 ２所 示 ，Ｉ Ｏ ｘ １ Ｏ ｍｍ 时 的 蔽 散 能 最 好 ，
５ ０ Ｘ ２ ｍｍ 时 其 次 ，８ ０ ￣ １ ． ２ ５ ｍｍ ｆ ｔ ， ｊ 最 砼 。这 表明 ． 他 条 什 不 变 的情 况 下 ，矩 彤缝 隙 Ｋ宽 比 例
与屏 蔽 效 能 之 间 的 关 系 ，我 们选 择 定 ０ 的机箱 ｝ 构 造 『 的缝 隙 ，通 过 比较 柬 研 究 它
们的优 劣。
３ ． 】矩形缝隙长宽比例和屏蔽效能的关系
实 验 选 取 矩 形 缝 隙 ， 为 了 使 通 能 ・ 敛 ， 保 持 矩 形 缝 隙 的 而 积 不 变 ，改 变 箱体 ｊ 的
带孔缝窗的箱体屏蔽效能仿真研究
带孔缝窗的箱体屏蔽效能仿真研究作者：杨有维代俊安何挺刘明星来源：《理论与创新》2020年第10期【摘要】屏蔽是抑制电磁干扰的有效方法之一，不仅对辐射干扰有良好的抑制效果，而且对包括静电干扰，容性耦合和感性耦合在内的传导干扰也具有明显的抑制效果，是实现电子设备的电磁兼容特性的重要手段之一。
影响屏蔽体屏蔽效能的主要因素包括屏蔽体上的散热孔阵、缝隙和观测窗口，本文然后利用电磁仿真软件对具有一般特點的屏蔽箱体进行了建模和仿真计算，计算了屏蔽体谐振效应对屏蔽效能的影响，定量分析了屏蔽体散热孔阵、缝隙和观察窗口对屏蔽效能的比例关系，并计算了屏蔽效能随关键参数变化的规律。
【关键词】屏蔽箱体;全局屏蔽效能;谐振ABSTRACT： Shielding is one of the efficient methods to suppress electromagnetic interference. As a key approach to achieve electromagnetic compatibility， it has obvious resistibility not only to the radiated interference， but also to the electronic statistic discharge， capacitive and inductive coupling. The main factors that affect the shielding effectiveness include cooling hole array， slot and the observation window on the shielding enclosure. In this paper， a shielding box with general characteristic was modeled in the electromagnetic simulation software. The resonance of the box and its effect were analyzed， and one key parameter of hole array， slot and window is analyzed quantitatively for its influence to the shielding effectiveness.KEYWORDS：Shielding box; global shielding effectiveness （GSE）; resonance引言由于各种工业设施带来的电磁干扰日益严重，对电子产品的可靠性提出了更高的要求。
半空间上方金属腔时域屏蔽效能的计算及分析
１０９７
ｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ５２％，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｈａｌｆｓｐａｃｅ，ｔｈｅｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａ ｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎ ｂｅｕｓｅｄｔｏｑｕｉｃｋｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙｉｎｔｈｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｉｎｔｈｅｈａｌｆｓｐａｃｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅ ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｙｓｔｅｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ；ｌｏｓｓｙｈａｌｆｓｐａｃｅ；ＦＤＴＤ ｍｅｔｈｏｄ；ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｎｃｌｏｓｕｒｅ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅ
Ｅｒｈ＝｜ＲＴＭ｜Ｅｆｃｏｓα０，Ｅｒｖ＝｜ＲＴＥ｜Ｅｆｓｉｎα０ （２） 式中 α０ 为入 射 波 极 化 角，Ｅｆ为 指 定 频 率 下 入 射 电场的幅值。由以上公式计算出反射波的频谱再
经过逆傅里叶变换，就得到了反射波的时域波形。
１．２ 总入射波引入
在 得 到 半 空 间 反 射 回 波 后，文 中 基 于 等 效 原
同 时，在 实 际 应 用 中 屏 蔽 腔 往 往 放 置 在 地 面 上方，因此 屏 蔽 腔 的 电 磁 特 征 分 析 属 于 半 空 间 及 其上方目标的复合电磁问题。对于处于空气 －地 面 ２种介质分界面附近的腔体，其照射波不仅包含 直接入射波，还包括半空间分界面的反射波［２０－２２］。 鉴于此，在半空间背景下，电磁脉冲对屏蔽腔体内 部产生的耦合效应必然与自由空间有所不同。文 中采用改进的半空间 ＦＤＴＤ方法计算了有耗介质 上方含孔缝屏蔽腔体内部的 ３种典型的时域屏蔽 效能，分析了不同条件下屏蔽效能的变化规律，最 后讨论了半空间及自由空间情形下屏蔽效能的变化。
HFSS电磁屏蔽电磁兼容设计实验
H F S S电磁屏蔽电磁兼容设计实验-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录第一章屏蔽体的设计理念1.1屏蔽的概念及基本原理 (3)1.2屏蔽体的基本问题和分析方法 (4)1.3设计屏蔽体的基本参数设定 (4)第二章屏蔽体的建模过程2.1创建屏蔽体的单位模型及缝隙模型 (5)2.2创建屏蔽体的外空气体及其设置 (7)2.3创建同轴屏蔽罩及同轴芯 (11)2.4设置屏蔽体的激励及指定激励端口 (14)2.5创建电阻及空气腔 (15)2.6创建辐射边界 (21)第三章屏蔽体性能的仿真分析及其结果3.1设置添加对屏蔽体的分析功能并分析模型 (23)3.2计算屏蔽体的数据及创建分析报告 (26)3.3保存屏蔽体工程并保存其分析报告 (30)第一章屏蔽体的设计理念1.1屏蔽体的概念及基本原理屏蔽是电磁兼容工程中广泛采用的抑制电磁干扰的有效方法之一。
所谓电磁屏蔽，就是用导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁干扰源限制在一定的范围内，使干扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐射到另一面时受到的抑制或衰减。
屏蔽的目的是采用屏蔽体包围电磁干扰源，以抑制电磁干扰源对其周围空间存在的接收器的干扰；或采用屏蔽体包围接收器，以避免干扰源对其干扰。
电磁屏蔽一般是指高频交变电磁屏蔽，因为在交变场中，电场和磁场总是同时存在的，只是在频率较低的范围内，电磁干扰一般出现在近场区。
近场随着干扰源的性质不同，电场和磁场的大小有很大差别。
高电压小电流干扰源以电场为主，磁场干扰可以忽略不计。
这时就只可以考虑电场屏蔽；低电压高电流干扰源以磁场干扰为主，电场干扰可以忽略不计，这时就只可以考虑磁场屏蔽。
随着频率增高，电磁辐射能力增强，产生辐射电磁场，并趋向于远场干扰。
远场中的电场干扰和磁场干扰都不可以忽略，因此需要将电场和磁场同时屏蔽，即为电磁屏蔽。
高频时即使在设备内部也可能出现远场干扰，需要进行电磁屏蔽。
如前所述，采用导电材料制作的且接地良好的屏蔽体，就能同时起到电场屏蔽和磁场屏蔽的作用。
一种新型宽带金属腔体天线
一种新型宽带金属腔体天线孙立春;汪伟;官伟【摘要】介绍了一种新型宽带金属腔体天线.天线采用纯金属设计,天线包括扁盒状空心的金属腔体与一层金属盖板,金属盖板上开工字形缝隙与'[]'形缝隙,分别谐振于不同频率.腔体有效展宽了天线的阻抗带宽,使天线实现良好的宽频带特性,43%工作带宽内驻波比小于2,天线剖面约为低频波长的1/6,具有低剖面的优点.对X波段8×12单元实验阵的测试结果表明,该天线在43%的频段内具有良好的阻抗匹配性能及较高的工作效率.天线具有结构简单、材料单一、易加工、强度高、散热性好、环境适用性强的特点.%A novel wideband metal cavity antenna is introduced in this paper.The proposed antenna consists of metal cavity and metal board.The slots cutting on the metal board resonate at different frequen-cies.The metal cavity that lies under the board increases the impedance bandwidth effectively.Simulations show that this kind of antenna can realize 43% impedance bandwidth for VSWR<2 with a low profile nearly about 1/6 of the lowest frequency wavelength.An X-band demo array of8×12 elements has been fabricated and tested.The measureme nt results show that this array antenna exhibits 43% impedance bandwidth for VSWR<2 and high radiation efficiency.This antenna is simple and fully metallic and has the advantages of easy fabrication and high intensity.【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2017(015)004【总页数】5页(P439-442,448)【关键词】金属腔体;宽带;工字缝隙;X波段;低剖面【作者】孙立春;汪伟;官伟【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088【正文语种】中文【中图分类】TN8220 引言随着现代雷达、无线通信的飞速发展，对天线的加工制造、工作带宽、剖面高度等特性提出了更高的要求，在某些具体应用中，还要满足诸如体积、重量、效率、加工、环境适应性等方面的特殊要求。
金属材料低频磁场屏蔽效能研究
金属材料低频磁场屏蔽效能研究
吴逸汀;盛卫星;韩玉兵;马晓峰;张仁李
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2015(0)4
【摘要】通过分析低频电磁波的屏蔽效能公式,综合考虑材料电磁、物理等特性,选取了五种金属作为屏蔽机箱的材料.分别测试了材料的电导率和相对磁导率,通过屏蔽公式和仿真软件比较了它们的低频磁场屏蔽效能.选用三种金属加工成屏蔽机箱,进行低频磁场屏蔽效能.测试机箱的低频磁场屏蔽效能实测结果与仿真结果基本一致.结果表明:坡莫合金对低频磁场的屏蔽效能最好,0Cr13不锈钢屏蔽效能比坡莫合金稍差,但比其他材料要好,而且其性价比高,可以用于一些需要一定低频磁场屏蔽的场合.
【总页数】6页(P673-678)
【作者】吴逸汀;盛卫星;韩玉兵;马晓峰;张仁李
【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TN4
【相关文献】
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4.低频磁场屏蔽材料的复合结构与屏蔽性能研究 [J], 马书旺;杨剑;刘坤;李城锁;毛昌辉
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上海交通大学硕士学位论文复杂金属腔体的屏蔽效能分析与天线耦合特性研究学 校：上海交通大学院 系：电子信息与电气工程学院班 级： B0703492学 号：1070349028硕 士 生： 马德晶专 业：电磁场与微波技术导 师Ⅰ：尹文言导 师Ⅱ：彭宏利上海交通大学电子信息与电气工程学院2009年12月摘要电磁脉冲作为一种瞬变电磁现象，拥有峰值场强高、上升时间短、频谱宽等特点，它对各种军用和民用的电子信息系统构成了严重威胁。
因此，对于通信网络和通信系统而言，研究其电磁兼容和电磁干扰问题刻不容缓。
完整无孔、缝的金属箱体屏蔽可有效实现电磁脉冲防护，但在实际使用中，为了连接信号线、馈电线以及用于窗口观测和散热等，常需要在完整无孔、缝的金属屏蔽腔体上开一些孔缝，而这些孔缝成了外部电磁脉冲进入屏蔽结构的通道，外部电磁脉冲进入屏蔽腔体后会在其内部产生谐振，从而对内部通信系统的正常工作造成较大影响。
目前，矩形屏蔽腔体壁上孔缝对于电磁脉冲的耦合效应研究受到众多研究人员的关注，而圆柱形屏蔽腔体的关注程度较低。
圆柱形屏蔽腔体十分常见，它的谐振频率和波导模式与矩形腔体的谐振频率和波导模式不同，对应的屏蔽效能较矩形腔体的屏蔽效能有很大不同，且更为复杂。
因此，对圆柱形屏蔽结构的屏蔽效能研究很有价值。
本文第三章对圆柱形屏蔽腔体壁上单个矩形细缝的不同开缝取向进行分析，通过改变入射脉冲角度、极化状态、细缝位置和细缝宽窄边尺寸等方面来研究其屏蔽效能。
并且考察了不同形状孔缝阵对于圆柱形腔体屏蔽效能的影响程度，根据不同电磁脉冲极化方向来比较孔阵与矩形细缝阵对屏蔽效能的影响。
得到了一些关于圆柱形腔体屏蔽效能的有用结论。
本文第四章对大尺寸组合结构屏蔽腔体的屏蔽效能做了相应分析。
通过改变入射脉冲方向和极化状态来考察大尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能特性。
应用仿真软件CST计算了大尺寸腔体的时域电场强度分布，为了减少计第 - 1 - 页算量和提高屏蔽效能的计算精度，本章还讨论了如何选用合适的窗函数对其数据作后期处理，以提高所得屏蔽效能结果的精度。
本文第五章分析了无线通信中天线的互耦和相关特性，并得到一些性能参数。
首先，以散射矩阵网络模型为基础，推导出了接收天线阵从场端口到路端口转换的有效表示方式，并提出修正因子β矩阵来更充分的考虑天线近场耦合特性以及负载效应对阵元互耦的影响，同时修正了天线单元连接负载时其输出端的输出波电压。
其次，引入相关系数来分析天线之间的相关性，并利用修正因子β矩阵来修正相关系数公式，使之能够反映天线连接实际接收机时输出电压之间的相关性。
最后，针对二单元螺旋天线手机使用情况定义了两种典型使用场景，即有、无人头近场散射体的二单元天线，以考察近场散射体与二单元螺旋天线之间的电磁相互作用效应和特点，并仿真、分析和比较了上述两种场景中各单元之间的相关性以及各单元的输出波电压。
关键词:电磁脉冲、屏蔽效能、孔缝耦合、天线、近场散射第 - 2 - 页STUDY ON SHIELDING EFFECTIVENESS OF COMPLEXMETALLIC ENCLOSURES AND ANTENNA COUPLINGCHARACTERISTICSABSTRACTElectromagnetic pulse (EMP) is an electromagnetic phenomena with high electric field intensity and quite quite short rise time. It carries much engry that can cause serious EMI problem to the communication systems.Metal shielding structures are often used to protect electronic equipment from the radiation of electromagnetic pulse (EMP). However, some apertures have to be introduced on the cavity walls.In Chapter 2 of the thesis, shielding theory is reviewed at first, together with different waveforms of EMPs outlined and the definition of shielding effectiveness given.In Chapter 3, the shielding effectiveness of cylindrical cavities with different slots is investigated numerically with commercial software used. It is found that the shielding effectiveness is reduced significantly at the self-resonant frequencies of the cylindrical cavity. And evidently, the orientation and number of slots have strong effect on the inner field distribution.In Chapter 4, the shielding effectiveness of ladder-shaped metallic cavity is further investigated numerically, and in particular, the technique of window function is implemented in the shielding analysis.In Chapter 5, the coupling characteristies between double antenna elements are examined, which is useful for wireless communication. In particular, the effects of human head on the radiated field are studied, with some useful conclusions drawn finally.第 - 1 - 页Key words: Electromagnetic Pulse (EMP), Shielding Effectiveness, Aperture Coupling, Antenna, Near-field Radiation.第 - 2 - 页目 录摘 要..............................................................- 1 -ABSTRACT...........................................................- 1 -第一章 绪 论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2研究问题进展 (4)1.2.1 屏蔽效能 (4)1.2.2 天线互耦 (5)1.3本文主要研究内容 (5)第二章 电磁屏蔽的基本理论 (7)2.1电磁屏蔽的基本概念 (7)2.2电磁脉冲的耦合途径 (8)2.3典型电磁脉冲 (9)2.3.1 双指数脉冲 (9)2.3.2 调制高斯脉冲 (11)2.3.３ 超宽带脉冲 (14)2.4屏蔽效能定义 (15)2.5本章小结 (16)第三章 圆柱形屏蔽腔体的屏蔽效能分析 (17)3.1数值验证 (17)3.2矩形细缝不同取向的屏蔽效能分析 (20)3.2.1 横向开缝情况 (20)3.2.2 纵向开缝情况 (27)3.3圆形开孔情况下腔体屏蔽效能分析 (30)3.3.1 不同孔缝形状情况 (30)3.3.2 不同圆孔半径情况 (32)3.4表面孔缝阵列对腔体屏蔽效能的影响 (33)3.4.1 不同形状孔缝阵情况 (33)3.4.2 不同极化方向情况 (35)3.5圆柱形屏蔽腔体的多细缝开缝情况 (36)3.5.1 从腔体正前方入射情况 (37)3.5.2 从腔体正后方入射情况 (38)3.5.3 从腔体左侧面入射情况 (39)3.5.4 从腔体右侧面入射情况 (39)3.6圆柱梯形台状腔体屏蔽效能分析 (40)3.7本章小结 (42)第 - 1 - 页第四章 大尺寸屏蔽腔体的屏蔽效能分析 (43)4.1大尺寸屏蔽腔体的几何结构 (43)4.1.1 梯形台结构屏蔽腔体 (43)4.1.2 梯形台与圆柱体组合屏蔽腔体 (43)4.2大尺寸腔体屏蔽效能分析中的窗函数技术 (44)4.3大尺寸腔体屏蔽效能分析 (47)4.3.1 梯形台结构的屏蔽腔体 (47)4.3.2 梯形台与圆柱体组合屏蔽腔体 (51)4.4本章小结 (54)第五章 二单元螺旋单极子天线耦合特性研究 (55)5.1二单元天线电磁模型：无人头散射体 (55)5.1.1 螺旋单极天线单元结构 (56)5.1.2 二单元天线结构 (56)5.1.3 二单元天线反射、辐射特性 (57)5.2二单元天线电磁模型：有人头散射体 (59)5.2.1 二单元天线结构 (59)5.2.2 二单元天线反射、辐射特性 (60)5.3二单元天线输出波电压散射参数表示模型 (62)5.3.1 二单元天线的输出波电压：无人头散射体 (67)5.3.2 二单元天线的输出波电压：有人头散射体 (69)5.4二单元天线输出电压相关系数 (70)5.5本章小结 (75)第六章 总结与展望 (76)6.1总结 (76)6.2今后的工作和研究展望 (77)参 考 文 献 (79)致 谢 (82)攻读硕士学位期间已发表或录用的论文或专利 (83)第 - 2 - 页第一章绪论1.1研究背景及意义电磁脉冲作为一种电磁现象，以电磁波的形式向空间辐射传播。
由于电磁脉冲的上升时间极短，所以其建立起的瞬间电场，使得通讯系统内部的电场瞬间重新分布，并形成浪涌电压和电流，会对通信系统造成巨大的影响。
同时当巨大的电磁场穿过通信系统内部电路时对信号造成的干扰会严重影响通信质量。
由于瞬变电磁脉冲拥有丰富的频谱，极易使得电子器件产生谐振并导致发热损坏。
因此当高能电磁脉冲耦合进电子、信息设备时，会对其造成巨大的破坏。
一般意义上电磁脉冲可分为自然和人为两大类。