【摘 要】
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随着科学技术的不断发展,空间中电磁环境也变得越来越复杂,电磁武器与自然环境产生的强电磁脉冲都对精密电子仪器及机载电子系统造成了很大威胁,如何在强电磁脉冲环境下实现电磁兼容,是现今亟待解决的问题之一。而电磁屏蔽机柜体积小、安装方便、使用灵活、屏蔽效能高,非常适用于解决机载电子系统在强电磁脉冲环境下的电磁兼容问题。为提升机柜的电磁兼容性,需尽可能减少机柜表面孔缝结构所造成的电磁泄露,而在机柜箱体与盖板
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随着科学技术的不断发展,空间中电磁环境也变得越来越复杂,电磁武器与自然环境产生的强电磁脉冲都对精密电子仪器及机载电子系统造成了很大威胁,如何在强电磁脉冲环境下实现电磁兼容,是现今亟待解决的问题之一。而电磁屏蔽机柜体积小、安装方便、使用灵活、屏蔽效能高,非常适用于解决机载电子系统在强电磁脉冲环境下的电磁兼容问题。为提升机柜的电磁兼容性,需尽可能减少机柜表面孔缝结构所造成的电磁泄露,而在机柜箱体与盖板之间的结合处成为了主要的孔缝电磁泄露来源,在此处加装的屏蔽材料——密封胶条,成为了强电磁脉冲环境下机柜电磁兼容设计的核心问题,决定了机柜整体的屏蔽效能。电磁屏蔽机柜实际测试方法实验复杂、验证周期长,对于需要多次实验改进的优化工作有诸多不便。而电磁仿真模拟相较于实验测试方法,具备多方面优势,在短时间内可实现电磁设计的多次迭代和优化,大大减少了工作量。根据某研究所设计的一款强电磁脉冲屏蔽机柜产品,本文拟设计多种仿真方案对机柜的屏蔽效能及影响因素进行仿真分析及优化设计,在验证本机柜电磁性能的同时,设计出仿真测试机柜及其屏蔽材料性能的有效方法,并分析各类因素对屏蔽效能的影响规律,据此得到机柜工艺安装过程中的可靠参考。本文首先介绍了国内外强电磁脉冲领域的发展及研究现状,提出设计强电磁脉冲屏蔽机柜对于减免电磁辐射的重要性和必要性,并研究了机柜实现电磁兼容的基本原理,分析了现有仿真测试分析亟需解决的问题,制定了仿真研究方案。在研究阶段,先从屏蔽机柜的核心结构密封胶条开始,分析了现今屏蔽材料的电磁屏蔽效能测试方法;设计了用于密封条屏蔽效能仿真测试的仿真模型;测试了密封条电导率大小对于其屏蔽效能的影响;测试了密封条工艺安装过程中如螺栓松动、刚度不足,胶条缺口等误差对于屏蔽效能的影响;量化了密封条工艺安装过程中的各参数精度应控制的程度。此后,进行了屏蔽机柜整体结构的电磁屏蔽性能分析,测试了电磁波入射方向对机柜屏蔽效能的影响;测试了不同频率下机柜整体的电磁屏蔽效能。最后设计了三种抑制机柜缝隙电磁泄漏的仿真设计方案,测试了加装螺钉、张贴超材料方法对缝隙处电磁波透射的削减作用,测试了螺钉与超材料对电磁波的耦合削减作用。
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