隨著電氣,、電子設(shè)備的大量應(yīng)用,電磁波無處不在,,它們對于電子設(shè)備而言都是潛在得干擾源,。但是,若在一個系統(tǒng)中各種用電設(shè)備能和諧地是相互兼容的,、正常穩(wěn)定地工作而不致相互發(fā)生電磁干擾,,則系統(tǒng)中的用電設(shè)備是相互兼容的。電磁兼容具有很多復(fù)雜的影響因素,,要正確建立模型比其它領(lǐng)域要難的多,,針對這種情況,我們對電子設(shè)備電磁兼容仿真中關(guān)鍵技術(shù)-縫隙進行了研究,,提出了縫隙轉(zhuǎn)移阻抗等效建模思想,。
1電磁兼容仿真建模技術(shù)
電磁兼容建模技術(shù)是用于建立輸入?yún)?shù)(如輻射源,、各種激勵等)和輸出參數(shù)(各種響應(yīng))之間關(guān)系的一種技術(shù)。對于任何電磁場泄漏模型,,都可以用下面抽象的表達式來表示:
在實際屏蔽體上不可避免地會存在各種孔洞和縫隙結(jié)構(gòu),,所以通過孔洞和縫隙的電磁場泄漏在所難免。利用現(xiàn)有電磁場仿真軟件對電子設(shè)備進行電磁兼容性能預(yù)測不僅建模方便而且比較通用,,但是現(xiàn)在流行的許多電磁場仿真軟件都是基于數(shù)值算法開發(fā)的,,由于數(shù)值算法需要根據(jù)求解的頻率和模型的結(jié)構(gòu)尺寸將求解域剖分為有限個子域,才能進行求解,,子域劃分的越小,,計算的結(jié)果越精確。為了解決電子設(shè)備在電磁兼容仿真中縫隙建模的困難,,本文在研究各種孔縫電磁兼容仿真算法特點的基礎(chǔ)上,,提出了能夠解決縫隙仿真建模困難的轉(zhuǎn)移阻抗等效建模方法。
2縫隙轉(zhuǎn)移阻抗等效建模方法
縫隙轉(zhuǎn)移阻抗等效建模方法的具體含義指的是:在求解頻率范圍內(nèi),,通過原始縫隙模型和等效縫隙模型之間轉(zhuǎn)移阻抗的等效處理,,保證等效模型與實際模型具有相等的屏蔽效能的基礎(chǔ)上,將實際縫隙模型等效為一類寬度增加但中間填充一種各向同性物質(zhì)的縫隙,。并規(guī)定等效縫隙模型和原始模型具有相同的長度和厚度;中間填充的各向同性物質(zhì)的
阻抗為zT1,,入射功率為P1,,等效縫隙模型的寬度為h2,轉(zhuǎn)移阻抗為ZT2,,兩種情況下輻射場相同,。如何保證兩種模型的屏蔽效能相等?首先從屏蔽效能的能量表示形式來看:
(Q屏蔽體的負(fù)載因子,VOL屏蔽體的體積)可以看到屏蔽效能和縫隙的轉(zhuǎn)移阻抗的平方成反比的關(guān)系,。對于不同的縫隙,,如果保持它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同(如縫隙的長度、寬度,、厚度),,只要它們的轉(zhuǎn)移阻抗彼此相等,則可保證它們的屏蔽效熊相等,。從而保證兩種情況下觀測點的泄漏場相等,。從中可以看到在影響縫隙屏蔽效能的計算中轉(zhuǎn)移阻抗占據(jù)著舉定輕重的地位。所以在該問題中首先假設(shè)等效模型和原始模型的轉(zhuǎn)移阻抗保持不變ZT1=ZT2來研究增加寬度對縫隙屏蔽效能的影響,。
兩種模型中的輻射源相同,,則入射功率相P1=P2,在屏蔽體表面感
即在保證轉(zhuǎn)移阻抗不變的情況下,,通過等效縫隙模型泄露的電磁場將隨著縫隙寬度的增加而減小,,如果縫隙拓寬為原來的10倍,,則泄漏場強將減小為原來的l/10。通過縫隙泄漏的電磁場總能量與電場和縫隙的面積的乘積成正比:
也就保證了泄漏場強的模值相等,。
3結(jié)論
本文從縫隙在仿真建模中的困難出發(fā),,提出了解決方法———縫隙轉(zhuǎn)移阻抗等效拓寬方法,然后從理論上論證了該方法的可行往和正確性,。由于轉(zhuǎn)移阻抗方法,,是一個基干測試的方法,只有對各種形式縫隙的轉(zhuǎn)移阻抗有測試積累,,才能在仿真中有效地對相應(yīng)的縫隙進行等效拓寬,。所以在日后的工作中不斷積累和擴展縫隙的轉(zhuǎn)移阻抗數(shù)據(jù)庫。