一種基于peec的含連接附件機箱電磁屏效仿真方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于機箱電磁兼容技術領域，具體涉及一種基于PEEC的含連接附件機箱 電磁屏效仿真方法。
【背景技術】
[0002] 近年來發展起來的電磁場仿真分析和預測技術是機箱電磁兼容設計的基礎，可使 研發人員在設計初期就預測機箱電磁兼容特性，從而指導設計。
[0003] 電子設備通過在縫隙處安裝導電橡膠、采用液冷代替風冷散熱孔等措施，較好解 決屏蔽層電連續性問題后，機箱屏效得到提高。但連接附件作為系統中電子、電氣設備的 互連結構，是引入電磁干擾的又一個途徑，導致放置于屏蔽機箱內的分系統自身滿足電磁 兼容性要求，但在進行互連之后就出現很多問題。機箱屏效仿真技術是機箱電磁兼容性分 析的重要組成部分，其前提是準確建立電子設備機箱的電磁兼容仿真模型，此時就必須充 分考慮影響影響機箱屏效的各個因素，如：微擾結構、通風孔洞、縫隙、導電橡膠和連接附件 等，并對其進行準確建模。而完全考慮這些因素后，由于微小結構眾多，必然會導致電磁仿 真模型網格數目急劇增多，使模型變得復雜，造成計算量的增加，甚至由于計算機資源的限 制而無法完成仿真分析工作。所以就有必要分析不同類型結構在屏效建模中的特性，研究 在保證機箱諧振頻點偏移量滿足工程精度要求下的模型簡化方法。
[0004] 前人雖然在屏蔽機箱電磁兼容模型簡化方面做了很多工作，但他們的工作都有一 個特點：簡化結構皆為"無源結構"（結構本身不產生電磁輻射或輻射貢獻極小），例如：腔 體微擾、介質微擾以及加強筋都僅具有結構功能，因其存在對腔體內電場影響小而被簡化.
[0005] 但針對具有輻射效應的"有源結構"，例如連接附件，由于其結構貫穿機箱內外空 間，從而成為電磁干擾耦合傳導的路徑，在機箱內部空間中產生二次輻射，具有較強的輻射 作用。應用傳統的簡化方法便無法正確反映該結構的輻射效應對場強的貢獻，而目前尚未 有處理這種結構的方法。
[0006] 所以應當從連接附件影響機箱電磁兼容特性的原理出發，提出新的建模簡化方 法，在實現簡化數值仿真模型，有效降低模型復雜度的同時還能準確描述其電磁效應。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是克服現有技術中具有輻射效應的"有源結構"在機箱內部空間中 產生二次輻射，具有較強的輻射作用，應用傳統的簡化方法便無法正確反映該結構的輻射 效應對場強的貢獻，而目前尚未有處理這種結構的方法問題。
[0008] 為此，本發明提供了一種基于PEEC的含連接附件機箱電磁屏效仿真方法，其特征 在于：包括如下步驟：
[0009] 步驟101、將含連接附件機箱分成機箱主體和連接附件兩個子域；
[0010] 步驟102、針對不同子域和對象，基于其在電磁兼容性分析中的特性，采用不同的 建模簡化方法，建立起各個部分的電磁仿真數值模型；
[0011] 步驟103、通過步驟102分別建立連接附件和機箱主體電磁兼容性分析數值模型 后，組合完整機箱電磁仿真模型，組合的原理為：
[0012]
【主權項】
1. 一種基于PEEC的含連接附件機箱電磁屏效仿真方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟101、將含連接附件機箱分成機箱主體和連接附件兩個子域； 步驟102、針對不同子域和對象，基于其在電磁兼容性分析中的特性，采用不同的建模 簡化方法，建立起各個部分的電磁仿真數值模型； 步驟103、通過步驟102分別建立連接附件和機箱主體電磁兼容性分析數值模型后，組 合完整機箱電磁仿真模型，組合的原理為：
滿足條件：
其中Z；：為m連接件第n個針腳i線元，Pmni為其等效偶極子偶極矩，Q為內露針腳和線 纜線單元劃分個數，1_為m接件第n個針腳i線元長度，I_為該單元電流值，；為單元 指向，(〇為電磁波角頻率，Xmin為最_頻率所對應的最小波長，PW1和PW2分別是等效如后的 外部輻射源電磁波總能量； 步驟104、應用矩量法對完整模型進行計算，求解其機箱電磁屏蔽效能等特性。
2. 如權利要求1所述的步驟101、將含連接附件機箱分成機箱主體和連接附件兩個子 域，其特征在于：所述機箱主體包括外部零件、機箱內微小結構、縫隙、導電橡膠；所述連接 附件包括連接件和互聯線纜。
3. 如權利要求1所述的步驟102、針對不同子域和對象，基于其在電磁兼容性分析中 的特性，采用不同的建模簡化方法，建立起各個部分的電磁仿真數值模型，其特征在于，包 括如下步驟： 步驟201、將連接附件按照其位置分成兩部分，位于機箱中的連接件、內部線纜和位于 機箱外部空間的外露線纜； 步驟202、采用解析方式對外露線纜求解其在已知外部電磁波照射下的感生電流和等 效阻抗，并構建其等效激勵源； 步驟203、應用部分元等效電路法對內露線纜和連接件進行建模，提取其等效電路模 型； 步驟204、將步驟202所求感生電流作為激勵施加于步驟203內部線纜和連接件的等效 電路模型計算，得連接件針腳和內露線纜電流，求解其在已知外部電磁波照射下的等效偶 極子偶極矩，公式為：
并依照能量守恒原理求解對連接附件進行等效建模后的外部輻射源能量，公式為：
步驟205、將機箱主體影響電磁兼容性建模的結構按其影響機理分成四個部分，外部結 構件、機箱內微小金屬結構、加強筋、縫隙和導電橡膠； 步驟206 :針對機箱外部結構件，如減振器、安裝定位孔等，采用外部結構件的處理方 法進行簡化； 步驟207 :針對機箱內的微小金屬結構，基于電磁微擾理論，在保證簡化前后機箱諧振 頻率偏移量在誤差允許范圍之內，進行處理，簡化準則為
其中Av機箱內部空間 因微小結構而改變的體積，V為機箱原始體積，I為誤差常數工程中一般取0<I<0.01 ; 步驟208 :對機箱接觸縫隙和導電橡膠進行轉移阻抗等效建模，保證等效前后泄漏能 量與原始模型的泄漏能量相等；等效后的轉移阻抗必須滿足
，其中為等效 后的歸一化轉移阻抗，為原始模型的歸一化轉移阻抗，h2、h分別為等效前后的縫隙寬 度； 步驟209 :應用微擾理論的二維面積公式對機箱加強筋進行簡化建模，簡化準則為
其中是機箱諧振頻率的偏移量，AS為加強筋橫截面積，S為與加強 筋垂直的機箱壁面積。
4.如權利要求3所述的步驟202、針對外露線纜，其特征在于：還可采用數值求解，構建 其等效激勵源。
【專利摘要】本發明屬于機箱電磁兼容技術領域，具體涉及一種基于PEEC的含連接附件機箱電磁屏效仿真方法，目的是克服現有技術中具有輻射效應的“有源結構”在機箱內部空間中產生二次輻射，具有較強的輻射作用，應用傳統的簡化方法便無法正確反映該結構的輻射效應對場強的貢獻，而目前尚未有處理這種結構的方法問題該基于PEEC的含連接附件機箱電磁屏效仿真方法，通過建立連接附件的等效偶極子模型，在簡化連接件針腳等微小結構的基礎上，還能準確描述連接附件的輻射效應，使機箱電磁兼容性分析模型更為準確；在原始技術簡化機箱電磁模型的基礎上，通過引入連接附件的簡化方法，進一步簡化機箱電磁兼容數值模型，減少網格劃分數目，縮短計算時間。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104573244
【申請號】CN201510019031
【發明人】楊福榮, 李鵬, 段寶巖, 李勛, 王朝斌
【申請人】西安電子科技大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月14日