利用有限元法分析EMC暗室的NSAVIP专享VIP免费

利用有限元法分析EMC暗室的NSA孟东林,沙斐(北京交通大学电子与信息工程学院电磁兼容实验室,北京100044)摘要:EMC暗室是最常用的电磁兼容测试场地,常受限于低频性能。为了在建造EMC暗室之前,对其低频性能作准确的预测分析,利用平面分层等效模型来模拟暗室中的角锥吸波体,研究了暗室的不同墙面铺设不同吸波材料时其性能的变化情况。仿真结果表明,适当增加钝口吸波体的高度能够显著改善暗室性能;在暗室4个墙位置中,处于第一菲涅尔区的侧墙(与电波传播方向平行)位置的吸波材料更加关键。实测数据的验证,表明上述方法分析暗室低频性能时准确可靠。关键词:电波暗室;射线追踪法;归一化场地衰减;吸波体;有限元法;电磁兼容中图分类号:TM935;U285文献标志码:A文章编号:100326520(2007)0920041205基金资助项目:北京交通大学“十五”重大科技专项基金项目资助(DXJ04002)。ProjectSupportedbyKeyScienceandTechnologyFoundationofBeijingJiaotongUniversityDuringthe10thFive2yearPlan(DXJ04002).AnalysisofNSAofAnechoicChamberwithFEMMENGDong2lin,SHAFei(EMCLab,SchoolofElectronicandInformationEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Anaccuratemethodwasintroducedtosimulateandanalyzenormalizedsiteattenuation(NSA)ofanechoicchambers(AC)inthelowfrequencyrange(30～100MHz)withthefiniteelementmethod(FEM).Thepracticalpyramidabsorbersweremodeledbywayofeffectivepermittivityandplanarlayers,inordertoreducethemeshsizeofsimulation.SinceFEMwasgoodatanalyzinghighloss,frequency2dependentandanisotropicmedia,theFEMwasadoptedtosimulateNSAofACs,becauseNSAisaveryimportantcriterionformeasuringtheperformanceofasemi2AC.Theprinciple,detailsofsimulation,aswellasprogrammingflowchartwasprovided.Thereflectivityoftwoheightsofpyramidabsorberswasalsoprovidedforconvenience.Nexttheeffectsofdifferentheightsofabsorb2erslinedindifferentsidewallsofanACwerestudiedwiththismethodinordertofindtherightconfigurationofab2sorbersbeforeconstructinganAC.ThesimulationresultsshowthatNSAofACscanbeimprovedbylengtheningpyramidabsorbers.TheabsorbersinthefirstFresnelzonearekeytoACs;thusitsperformancecanbeimprovedjustbyoptimizetheabsorbersinthiszone.Finally,thesimulationresultsareverifiedbypracticalmeasurementda2ta.Inshort,theperformanceofanACatlowfrequencycanbesimulatedwiththismethodinapersonalcomputer.Keywords:anechoicchamber;openareatestsite(OATS);NSA;absorbers;finiteelementmethod;electromagneticcompatibility0引言电磁兼容(EMC)暗室是最重要的电磁兼容测试场地之一,其重要性体现为:EMC暗室不仅是国际标准和中国国家标准规定的电磁兼容测试的基本场地之一,而且建造EMC暗室的费用比较昂贵[123]。事实上,EMC暗室集中体现了多种电磁兼容技术。EMC暗室属于修正型半电波暗室,即电磁屏蔽壳体的四周墙壁和天花板均安装吸波材料,地面铺设良导体时,构成半电波暗室,本质上相当于半自由空间;目的是模拟开阔试验场,用于30MHz～18GHz的辐射发射测试;相应的指标为归一化场地衰减(NormalizedSiteAttenuation2NSA),标准有EN55022(1993212)和ANSIC63.421992(最新修订为ANSIC631422003[4])等。半电波暗室地面铺设可搬迁吸波材料时,相当于全电波暗室;目的是模拟自由空间,用于辐射(射频)电磁场抗扰性测试;对应的指标为测试面场均匀性(FieldUniformity2FU),标准有IEC610002423和ENV50140等,中国国标为GB/T176261321998。对于暗室的设计和建造[527],已经由早期的先试验再整改的方法逐步过渡到采用射线追踪法在建造暗室之前对其性能作预测分析[8]。射线追踪法是一种高频近似方法,在低频(<100MHz)时分析暗室的性能误差较大[9],因此人们采用各种全波分析方法,如矩量法(MethodofMoments2MoM)[10,11],有·14·第33卷第9期2007年9月高电压技术HighVoltageEngineeringVol.33No.9Sep.2007©1994-2007ChinaAcademicJournalElect...