雷電電磁脈沖與計(jì)算機(jī)機(jī)箱的耦合、模擬、仿真.pdf

1、近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)性能的提高，它將易受電磁脈沖的影響和破壞。惡劣的電磁環(huán)境將影響計(jì)算機(jī)的正常工作，其中核電磁脈沖、雷電電磁脈沖(LEMP)和大功率微波等強(qiáng)電磁脈沖對(duì)計(jì)算機(jī)的影響非常嚴(yán)重。
　　在計(jì)算機(jī)機(jī)箱上開(kāi)有作電線連接、散熱和傳輸信息的孔洞。強(qiáng)電磁脈沖經(jīng)過(guò)這些孔洞時(shí)，將干擾機(jī)箱內(nèi)電子元件的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞電子元件。本文主要研究LEMP與臺(tái)式計(jì)算機(jī)機(jī)箱和便攜計(jì)算機(jī)機(jī)箱的耦合特性和損傷效應(yīng)。
　　本文首先分析了雷電電磁脈沖

2、的波形特點(diǎn)及頻譜特征，主要分析了單峰雷電電磁脈沖和雙指數(shù)脈沖形式的雷電流，并將它們作為基于時(shí)域有限差分(FDTD)方法的全波三維電磁場(chǎng)仿真軟件(XFDTD軟件）仿真計(jì)算時(shí)的外部激勵(lì)，通過(guò)仿真計(jì)算研究了單峰雷電電磁脈沖與臺(tái)式計(jì)算機(jī)機(jī)箱和便攜式計(jì)算機(jī)機(jī)箱的耦合特性。對(duì)耦合特性分析得出:LEMP與臺(tái)式計(jì)算機(jī)機(jī)箱耦合后的電場(chǎng)強(qiáng)度在開(kāi)關(guān)處無(wú)波動(dòng)現(xiàn)象，在光驅(qū)處有較明顯的波動(dòng)現(xiàn)象，在機(jī)箱中心處呈現(xiàn)出了特別明顯的波動(dòng)現(xiàn)象，說(shuō)明了雷電電磁脈沖在臺(tái)式計(jì)算機(jī)

3、機(jī)箱內(nèi)來(lái)回振蕩遇到機(jī)箱壁之后又返回，形成了波動(dòng)現(xiàn)象。但是對(duì)于便攜計(jì)算機(jī)機(jī)箱，無(wú)此現(xiàn)象發(fā)生?？梢酝茢喑鲇捎谂_(tái)式機(jī)箱尺寸比便攜機(jī)箱尺寸大，電磁脈沖在尺寸較大的機(jī)箱內(nèi)能產(chǎn)生明顯的波動(dòng)現(xiàn)象。臺(tái)式機(jī)箱開(kāi)關(guān)處、便攜式機(jī)箱網(wǎng)口處的耦合系數(shù)比其他觀察點(diǎn)處的電場(chǎng)耦合系數(shù)都要大。因此，計(jì)算機(jī)內(nèi)部放置重要器件時(shí)最好不要放在開(kāi)孔多的位置。
　　通過(guò)對(duì)雷電電磁脈沖與臺(tái)式和便攜計(jì)算機(jī)機(jī)箱損傷效應(yīng)的仿真和分析，得出:耦合進(jìn)機(jī)箱內(nèi)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度受到雷電電磁脈沖上升

4、時(shí)間的影響，耦合進(jìn)計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的能量密度將受到雷電電磁脈沖極化方向的影響。在網(wǎng)口處產(chǎn)生的耦合能量密度最大，在排風(fēng)扇處產(chǎn)生的能量密度比在其他部位產(chǎn)生的能量密度都要大，產(chǎn)生的耦合能量密度將對(duì)機(jī)箱內(nèi)的元件的正常工作造成影響。
　　通過(guò)仿真計(jì)算研究了雙指數(shù)脈沖形式的雷電流與計(jì)算機(jī)機(jī)箱的耦合特性。分析了雷電流在機(jī)箱內(nèi)不同位置處耦合產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度及能量密度，得出了不應(yīng)把重要電子器件放在機(jī)箱上開(kāi)孔洞較多的地方。
　　本文對(duì)雷電電磁脈沖經(jīng)過(guò)