電子設備電磁兼容仿真模型

隨著電氣、電子設備的大量應用，電磁波無處不在，它們對于電子設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)中的用電設備是相互兼容的。電磁兼容具有很多復雜的影響因素，要正確建立模型比其它領域要難的多，針對這種情況，我們對電子設備電磁兼容仿真中關鍵技術-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
電磁兼容建模技術是用于建立輸入?yún)?shù)(如輻射源、各種激勵等)和輸出參數(shù)（各種響應）之間關系的一種技術。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構，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備進行電磁兼容性能預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構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，計算的結果越精確。為了解決電子設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系。對于不同的縫隙，如果保持它們的結構參數(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。