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根据Robinson等效传输线理论,估算了有孔屏蔽箱体在任意入射方向平面波照射下的屏蔽效能。该方法将任意入射方向平面波的传播矢量和电场矢量分解,使得复杂模型等效为两个不同极化方向平面波垂直入射箱体开孔平面的简单模型,从而推导了计算屏蔽效能的一般表达式。数值仿真结果与CST软件仿真吻合较好,验证了方法的有效性。分析了平面波入射仰角和方位角对有孔箱体屏蔽效能的影响,数值结果表明:在0°~90°范围内,箱体屏蔽效能随着平面波入射仰角的减小而增大,随着平面波入射方位角的减小而减小。
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文
章编号
: 1005-6122( 2015) 04-0072-06 DOI: 10. 14183 /j. cnki. 1005-6122. 201504015
任意方向平面波入射下有孔箱体屏蔽效能的估算
*
赵 蒙 达
新宇 张亚普
(
空军工程大学
信息与导航学院
,710077
西安
)
摘 要
:
根据
Robinson
等效传输线理论
,
估算了有孔屏蔽箱体在任意入射方向平面波照射下的屏蔽效能
。
该
方法将任意入射方向平面波的传播矢量和电场矢量分解
,
使得复杂模型等效为两个不同极化方向平面波垂直入射
箱体开孔平面的简单模型
,
从而推导了计算屏蔽效能的一般表达式
。
数值仿真结果与
CST
软件仿真吻合较好
,
验证
了方法的有效性
。
分析了平面波入射仰角和方位角对有孔箱体屏蔽效能的影响
,
数值结果表明
:
在
0° ~ 90°
范围内
,
箱体屏蔽效能随着平面波入射仰角的减小而增大
,
随着平面波入射方位角的减小而减小
。
关键词
:
任意入射角
,
屏蔽效能
,
平面波
,
孔阵
,
孔间耦合
Estimation for Shielding Effectiveness of Aperture Cavity under
Arbitrary Incidence Angle P lane Wave
ZHAO Meng,DA Xin-yu,ZHANG Ya-pu
( Information and Navigation College,Air Force Engineering University,Xi'an 710077,China )
Abstract: According to Equivalent Circuit Model Theory,shielding effectiveness of aperture cavity under arbitrary in-
cidence angle was calculated. Electric field and the propagation vector of the arbitrary incidence angle plane wave were de-
composed by vector analysis,which made complex model equivalent to two plane wave of different polarization direction verti-
cal incidence the opening plane model,deduced the general expression for computing the shielding effectiveness. Numerical
results are in good agreement with the data of CST. The effect of the incidence azimuth angle,elevation angle were also ana-
lyzed,the results indicate that,the shielding effectiveness increases when the incidence azimuth angle increases or elevation
angle decreases.
Key words: arbitrary incidence angle,shielding effectiveness,plane wave,aperture array,apertures mutual coupling
引 言
随
着高功率电磁脉冲武器的发展和应用
,
空间
电磁环境日趋复杂
,
为了减少外部空间电磁波对电
子元器件的电磁干扰
,
一般使用金属屏蔽腔体来防
护电子设备内部的电子器件
。
尽管无缝金属板对电
磁波具有非常高的电磁屏蔽效能
,
然而实际应用中
,
由于通风
、
散热等实际需要
,
屏蔽箱体不可避免的存
在一定数量的开孔
,
从而使得箱体的完整性受到破
坏
。
一般直接穿透金属屏蔽箱体的电磁能量远远小
于经过开孔耦合至箱体内部的电磁能量
,
因此
,
估算
有孔屏蔽箱体的屏蔽效能
,
掌握电磁波与箱体上孔
缝的耦合规律
,
对提高电子设备的电磁防护能力具
有重要的理论意义和实际的应用价值
[1-5]
。
有孔屏蔽箱体电磁屏蔽效能的研究分析一直是
电
磁防护领域内的研究热点之一
。
目前
,
研究方法
主要分为两类
。
一类是数值方法
,
主要包括矩量法
( MOM)
[6]
、
传
输线矩阵法
( TLM)
[7]
、
时
域有限差分
法
( FDTD)
[8]
等
。
虽
然这类方法的计算精度高
,
但
是计算过程复杂
、
效率低下
,
因而在实际工程中难以
应用和推广
;
另一类是解析方法
,
主要以等效传输线
法为主
,
虽然计算精度比数值方法略差
,
但是计算简
便
、
高效
,
应用性更强
,
并且在一定条件下
,
可得到与
实验结果一致的结果
,
因而在实际工程中应用比较
广泛
。
近年来
,
大多数文献
[8-11]
都是在平面波垂直入
第
31
卷第
4
期
2015
年
8
月
微 波 学 报
JOURNAL OF MICROWAVES
Vol. 31 No. 4
Aug. 2015
*
收
稿日期
: 2014-04-29;
修回日期
: 2014-09-01
基金项目
:
国家自然科学基金
( 61271250)
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