電子設(shè)備電磁兼容仿真模型

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。