电子系统与强电磁环境交互作用机理分析与耦合参数计算

论文摘要

本文采用电磁拓扑的方法研究电子系统与强电磁环境交互作用的机理与耦合计算。对于交互作用机理采用电磁拓扑图的方法研究,对于电子系统中的印制线与电磁场的耦合采用解析的方法进行分析和计算,对于电子系统中的电子元器件与电磁场的耦合采用实验的方法进行评估。主要工作有:首先,给出了一个新的找出电磁屏蔽拓扑图中屏蔽系数小于给定阈值K的所有路径的高效算法。其次,用解析的方法证明了在双导体为理想导体而且介质为真空的情况下Taylor模型、Agrawal模型和Rachidi模型三种传输线模型是等价的,并得到响应电压和电流的解析表达式,以及终端负载响应的BLT方程。然后,推导了基于平面波激励下的印制线终端负载耦合响应的解析表达式,并对入射场为正弦平面波和核电磁脉冲的情况进行了实例计算,通过解析表达式分析入射场的入射角和极化角对印制线耦合的影响,分析表明当入射角和极化角满足一定的关系时,入射场对印制线产生的耦合电压和电流均为0,即此时入射场对印制线没有电磁干扰。最后,采用C波段微波脉冲对运算放大器进行辐照实验,实验表明,运算放大器受到的辐射干扰电压的大小与微波脉冲的功率密度关系密切,微波脉冲的重频对输出信号也有重要影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 强电磁环境
• 1.1.2 开展电子系统与强电磁环境交互作用研究的意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 基于电磁拓扑的电磁环境建模方法
• 2.1 引言
• 2.2 电磁拓扑的建模方法
• 2.2.1 电磁拓扑的定性分析
• 2.2.2 电磁拓扑的定量计算
• 2.3 电磁拓扑中的图论算法
• 2.3.1 图论基础
• 2.3.2 电磁拓扑屏蔽模型
• 2.3.3 算法描述
• 2.3.4 算法时间复杂度分析
• 2.3.5 计算实例
• 2.4 本章小结
• 第三章 场线耦合的传输线理论
• 3.1 Taylor模型
• 3.1.1 第一电报方程
• 3.1.2 第二电报方程
• 3.1.3 有限传导率的传输线的电报方程
• 3.1.4 传输线周围存在损耗介质时的修正
• 3.1.5 Taylor模型的微分方程组
• 3.2 Agrawal模型
• 3.2.1 第一电报方程
• 3.2.2 第二电报方程
• 3.2.3 Agrawal模型的微分方程
• 3.3 Rachidi模型
• 3.4 Taylor，Agrawal和Rachidi模型的等价性
• 3.4.1 Taylor模型和Agrawal模型的等价性
• 3.4.2 Taylor模型和Rachidi模型的等价性
• 3.5 传输线模型的求解与BLT方程
• 3.5.1 传输线模型求解的一般方法
• 3.5.2 Taylor模型的解
• 3.5.3 Agrawal模型的解
• 3.6 本章小结
• 第四章 印制线电磁场耦合计算
• 4.1 印制线的结构
• 4.2 平面波激励下双导体模型
• 4.3 双导体印制线的电磁场耦合计算
• 4.3.1 正弦平面波入射
• 4.3.2 核电磁脉冲入射
• 4.4 入射角对场线耦合的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 电子元器件的电磁辐射效应实验
• 5.1 实验目的与意义
• 5.2 实验环境
• 5.3 实验结果及分析
• 5.3.1 重频和脉宽一定时,不同功率密度的辐照效应
• 5.3.2 功率密度和脉宽一定时，不同重频条件下的辐照效应
• 5.3.3 实验分析
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果