電磁脈沖孔耦合及其電磁拓撲模型.pdf

1、一個實際的電子系統(tǒng)都處于金屬屏蔽腔體內(nèi)，并不可避免地開有小孔及導線穿入腔體內(nèi)，外部電磁波通過小孔及線耦合到腔體內(nèi)，并在導線上感應出瞬態(tài)電流，在端接部分感應出電壓。由此形成的干擾對系統(tǒng)具有破壞作用。隨著電子系統(tǒng)的功能不斷增加，相應的連接導線增多，系統(tǒng)的邊界幾何結(jié)構(gòu)日趨復雜，整個空間也不是均勻媒質(zhì)，外部干擾與其形成了復雜的電磁交互環(huán)境。以往對此方面的研究往往采用各自獨立的孔耦合理論或多導體傳輸線理論分別來近似處理，顯然該方法與實際情況存在較

2、大誤差。為解決上述問題，必須將孔耦合及多導體傳輸線基本理論相結(jié)合，形成系統(tǒng)化理論體系來揭示復雜電磁交互的本質(zhì)規(guī)律。 電磁拓撲法是按照屏蔽腔體的實際結(jié)構(gòu)、屏蔽級別在三維空間對系統(tǒng)進行劃分，用拓撲圖來表示它們的相互作用關系，通過BLT(Baum-Liu-Tesche)方程的正交分解算法將整個系統(tǒng)分解成各個獨立的子系統(tǒng)，由此來減小系統(tǒng)求解的計算量。 本文應用電磁拓撲理論對電磁脈沖通過孔耦合到腔體內(nèi)并與多導體相交互問題進行了研究

3、，建立了多導體傳輸線孔耦合電磁拓撲理論模型。根據(jù)系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)建立了拓撲圖及相應的電磁交互序列圖，利用等效原理將孔等效為磁流源，并利用邊界條件、鏡像原理推導出孔上的等效偶極矩并作為腔體內(nèi)的輻射源。對于腔體內(nèi)的多導體傳輸線上的分布源可通過該輻射源來計算，通過對BLT方程求解，得到了電場屏蔽效能的頻率特性、感應電壓及其隨孔的尺寸、激勵源入射角變化規(guī)律等孔耦合重要特性參數(shù)的理論值及相應曲線。 電磁脈沖模擬器作為孔耦合電磁拓撲模型的外部

4、高能激勵源，為實驗研究復雜電磁環(huán)境中的耦合問題提供了必要的技術支持。該模擬器采用單片機控制，能夠產(chǎn)生5個連續(xù)雙指數(shù)脈沖波形，而且能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖間隔、電壓幅值連續(xù)可調(diào)等功能。為了計算模擬器工作空間內(nèi)的電磁場，利用電磁場張量法推導出電磁脈沖模擬器工作空間內(nèi)電磁場時域解析表達式，解決了激勵源分布在含有折角突變結(jié)構(gòu)中電磁波的時域解析法計算問題，為復雜邊界環(huán)境中的電磁場計算奠定了基礎。結(jié)果表明電磁場分布是由模擬器的前、后錐板及平行板上的均勻分布電流