基于电磁拓扑理论的多屏蔽层电子系统电磁特性研究

摘要

随着电子技术的快速发展，各种电磁问题日益突出，外界电磁波对正在工作中的电子系统产生的电磁干扰也越来越严重。因此，当我们在分析或设计现代电子系统时，就不得不考虑电磁干扰条件下电子系统的工作状态。一般而言，我们在设计电子系统时，都会在该系统外部添加屏蔽层，使电子系统免受外界电磁波的影响。但在这类屏蔽层的表面，通常都会开一些孔缝，用于通风散热亦或是其他用途。这些孔缝会使外界电磁波通过孔缝耦合、传导耦合或是渗透耦合等途径对屏蔽层内部的电子系统产生干扰。而在分析类似电磁干扰问题时，利用全波分析法等传统的电磁场方法就会显得比较繁琐，甚至是比较困难。因此，C.E.Baum和F.M.Tesche在1974年第一次提出在解决各类电磁波和电子系统相互干扰的问题中运用数学里拓扑学的方法，电磁拓扑的概念随之应运而生。之后，C.E.Baum等人推导出了电磁拓扑理论的基本方程——BLT方程，用来处理电磁干扰问题。实践证明利用电磁拓扑的方法解决复杂电子系统受外界电磁波照射时产生的电磁干扰及电磁耦合问题是十分有效的。
　　本文首先介绍了电磁拓扑理论的提出背景及电磁拓扑理论在国内外发展的状况，并详细说明集总激励源和分布激励源情况下，BLT方程的推导过程以及方程形式。然后论文对单层多孔屏蔽层后放置传输线的情况进行研究，通过建立电磁拓扑模型和求解BLT方程，获得了外界电磁波照射时传输线终端的电流响应。并在此基础上分析了屏蔽层上孔缝的数量、大小以及位置的改变对传输线终端电流响应的影响。最后，论文在对比单层屏蔽腔与双层屏蔽腔屏蔽效应的同时，对双层屏蔽腔体内置传输线的情况进行了研究，在分析内置传输线受外界电磁波照射下的干扰响应时，外腔利用了传输线模型进行计算，内腔及传输线采用电磁拓扑理论进行处理，给出了基于TL+BLT模型的求解双层带缝屏蔽腔体内置传输线的终端电压响应的方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本论文工作内容及章节安排

第2章 基于电磁拓扑理论的电磁环境建模及BLT方程的建立

2．1 电磁拓扑理论及其建模方法

2．2 BLT方程的建立与推导

2．2．1 集总源激励的传输线频域BLT方程

2．2．2 分布源激励的传输线频域BLT方程

2．3 本章小结

第3章 基于电磁拓扑理论的多孔缝屏蔽分析

3．1 外界电磁波对多孔屏蔽层内置传输线的干扰分析

3．1．1 电磁拓扑分析

3．1．2 屏蔽层上孔缝节点的分析

3．1．3 传输线场线耦合的处理

3．2 数值结果与讨论

3．3 本章小结

第4章 双层带缝屏蔽腔内置传输线响应的混合方法

4．1 外界电磁波对双层带缝屏蔽腔内置传输线的干扰分析

4．1．1 外腔体内响应电压分析

4．1．2 带缝内腔体内置传输线响应的电压分析

4．2 数值结果与讨论

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果

致谢