基于改進FDTD的帶孔縫腔體的電磁兼容性研究.pdf

1、由于電子、電氣設(shè)備散熱、通風以及與外界電路相連接等的需要，屏蔽腔體上不可避免地開有各種各樣的孔縫，而孔縫是電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁耦合效應(yīng)的主要途徑。要正確預(yù)測電子、電氣設(shè)備的電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)，就必須考慮孔縫引起的電磁耦合效應(yīng)問題。因此，深入研究通過孔縫的電磁耦合效應(yīng)問題，對于電子、電氣設(shè)備和系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計，具有十分重要的指導意義。本文以東北大學二期“985”項目“流程

2、工業(yè)綜合自動化科技創(chuàng)新平臺”子項目為研究背景，深入研究了帶孔縫腔體的電磁兼容性問題。
　　 系統(tǒng)研究了電磁場理論、電磁場屏蔽技術(shù)、時域有限差分法(Finite Difference Time Domain，F(xiàn)DTD)。深入分析了時域有限差分法的關(guān)鍵技術(shù)，包括網(wǎng)格劃分、數(shù)值穩(wěn)定性、吸收邊界、總場邊界、激勵源的設(shè)置等。在分析電磁場問題時，引入了時間步長Δt變量，將三維空間靜態(tài)場方程轉(zhuǎn)化為時空四維動態(tài)實時場方程來分析電磁場的時域和頻域

3、特性。
　　 針對經(jīng)典均勻網(wǎng)格劃分方法存在的問題，給出了改進的擴展網(wǎng)格劃分法，用此網(wǎng)格劃分法計算、仿真電磁場問題，并與經(jīng)典網(wǎng)格劃分法進行了比較，表明了本文擴展網(wǎng)格劃分方法的準確性和優(yōu)越性。
　　 研究了常用窄縫耦合FDTD算法，給出了一種改進的窄縫電磁耦合FDTD算法。用此算法對靜電放電電流注入細導線產(chǎn)生的輻射場與帶窄縫金屬腔體的耦合進行了分析計算，結(jié)果與實際耦合情況相符。并采用改進的窄縫耦合FDTD方法和擴展網(wǎng)格劃分方