HFSS电磁屏蔽电磁兼容设计实验

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。

1.2屏蔽体的基本问题和分析方法

此例讲解如何在HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个屏蔽体模型。在高速数字设计中使用的屏蔽盒可能会因为屏蔽盒上开的孔缝，使其屏蔽效能下降。因此，理解能量耦合机制是十分必要的。

1.3设计屏蔽体的基本参数设定

1.Ansoft HFSS设计环境：

①三维几何模型：长方体、长方形、圆柱体。

②边界/端口激励：边界：集总RLC边界，集总端口激励。

2.Ansoft HFSS准备工作：

安装HFSS14并成功破解。

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

Step1 选择菜单项>,弹出对话框，设置单

位为cm,，并应用设置。Step2 在三维模型材料工具栏上，选择vacuum项。

Step3 选择菜单项>,创建内部空气体，具体尺寸参数为：

并切换到Atteibute选项卡，在Name栏输入Air_Inside并修改透明度为0.6，应用设置。

Step4 选择菜单项>,创建缝隙模型，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入Slot并修改透明度为0.4，应用设置。

2.2创建屏蔽体的外空气体及其设置

Step1 选择菜单项>,创建长方体，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入Air并勾选Display Wireframe,且修改透明度为0.8。

Step2 选择菜单项

>>

>,以偏移设置相对坐标系，并在坐标区设置X：17.0，设置Y：14.0，设置Z：15.0，应用设置。

Step3 在绘图平面工具栏上，改变激活平面为XZ平面。

Step4 选择菜单项>,创建圆柱体，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入Coax_Diel并修改透明度为0.2，应用设置。

Step5 选择菜单项>>

>

选择对象Air_Inside、Coax_Diel、Solt并应用设置。

Step6 选择菜单项>

组合对象。

Step7 在三维模型材料工具栏中选择select项，打开Select Definition，在列表中选择Pec项，

，应用设置。

2.3 创建同轴屏蔽罩及同轴芯

Step1 在绘图平面工具栏中改变激活平面为XZ。选择菜单项

>，创建圆柱体即为同轴屏蔽罩，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入Coax_Shield并修改透明度为0.3，应用设置。

Step2 选择菜单项>，创建圆柱体，即为同轴芯，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入Coax_Pin并修改透

明度为0.5，应用设置。

2.4 设置屏蔽体的激励及指定激励端口

Step1 选择菜单项>，创建圆，具体尺寸参数为：

并切换的Attribute选项卡，在Name栏输入p1并修改透明度为0.9，应用设置。

Step2 选择菜单项>>

，选择p1,应用设置。

Setp3 选择菜单项>>

,在General 界面上，设置Name为p1。

2.5创建电阻及空气腔

Step1 选择菜单项

>>

,以偏移的方式设置相对坐标系，并在坐标输入区，设置X：0.0，设置Y：-13.84，设置Z：0.0,创建坐标系CS。

Step2 在绘图平面工具栏，改变激活平面为XY，

。

Step3 选择菜单项>>，创建矩形，具体尺寸参数为：