一种强电磁脉冲模拟器的仿真及验证研究

用于GJB 151B—2013中RS105测试项目的平面金属板有界波模拟器,其过渡段上下对称能保证产生快前沿脉冲,并使得测试系统所占空间相对较小;且该模拟器中的平行板段会使得有效测试空间相对较大。为实现GJB 151B—2013中RS105项目测试虚拟化、便捷化,文中基于有限积分技术算法(FIT)的电磁仿真软件CST,通过仿真与实测相结合的方法,对平面金属板有界波模拟器的仿真进行研究,提出一种与该脉冲模拟器等比例的仿真模型,并对该模拟器仿真模型的电场分布特性进行分析。结果表明,所提模型的仿真结果与实测结果非常接近,RS105试验设备测试空间中的电场分布基本均匀,沿传播方向电场逐渐减小,而且电场关于测试系统中心的轴线呈对称分布。该仿真建模准确度高、便捷、安全,能很大程度上满足人们对该类型强电磁脉冲发生器的需求。

线缆线束电磁兼容特性仿真分析

本文针对半电波试验环境下多种线缆的仿真建模方法进行了研究,研究得出线缆辐射抗扰度的仿真分析方法。仿真使用CST软件进行,软件的线缆模块采用了二维传输线法和三维电磁全波算法进行结合计算。CST使用的是TLM+FITD时域积分方法,属于场-路结合的方法。通过建立几何模型、定义材料参数、添加负载及激励源、放置监测探头等步骤,最终仿真得出半电波平面环境下多种线缆上耦合电流的时域、频域特性。由本文仿真结果可知线缆的抗扰特性与其本身结构及屏蔽层结构都有关。基于本文研究所得仿真方法,可同样适用于其他系统载体如车载、机载等平台上的仿真分析。

设备级线缆强电磁辐照敏感度仿真分析

针对近年来复杂电磁环境中强电磁脉冲攻击,研究得出设备级强电磁辐照敏感度仿真分析方法。该方法采用3D电磁场仿真及2D电路仿真相结合的手段,通过建立几何模型、定义材料参数、添加负载及激励源、放置监测探头等步骤,最终仿真得出设备外壳内部及线缆上耦合电流的时域、频域特性。由仿真结果可知,设备内部及线缆上耦合的电压、电流在极短时间内即可达到具有破坏性的峰值,且其同时具备较宽的频谱,从而可对多种电子设备造成毁伤。因此,当电子设备处在复杂电磁环境强电磁脉冲攻击下,必须采取一定的强电磁保护措施。本仿真方法也可适用其他通用电子设备强电磁辐照敏感度仿真分析。

基于SIwave的设备级辐射发射仿真分析

针对自制红外报警设备的近场辐射发射特性问题,提出了利用SIwave-Designer-HFSS三种模块对该设备的电源PCB、报警器PCB、机箱外壳三部分模型进行场路协同仿真的分析方法,并通过PCB板近场分布及观测点处场强的仿真与实测结果对比证实了该方法的可行性。基于SIwave的设备级辐射发射协同仿真方法是一种通用方法,适用于包含多块PCB及外壳的电子设备辐射发射特性的仿真分析。

开关电源RE102仿真与实测

采用AltiumDesigner16设计并制备了某降压开关电源PCB样品。根据GJB151B-2013中的RE102测试要求,使用CST线缆、微波和设计工作室建立开关电源PCB及RE102测试环境的电磁仿真模型,探讨开关电源PCB的RE102仿真方法,仿真并实测开关电源PCB与线缆的辐射结果。开关电源PCB的RE102仿真与实测结果高度吻合,仿真方法正确。

电源功率线缆的串扰仿真分析

基于线缆传输线仿真方法,对常用的五种电源信号:230 V/50 Hz三相交流Y型、220 V/50 Hz三相交流△型、115 V/800 Hz单相交流、±270 V直流、28 V直流电源进行了线缆串扰仿真分析。建立了不同电源线缆的截面模型,并分析了不同类型交、直流电源信号激励下,五种电源线缆两两间的串扰波形、幅值等。仿真表明,交流电源线缆对直流电源线缆的串扰最为突出;串扰信号随着线缆间距减小、交流信号频率的升高而增强;线缆夹角对串扰信号波形的影响较明显。

通讯车多天线隔离度仿真

为研究通讯车上多天线系统之间的电磁特性,采用CST时域有限积分法和高频弹跳射线法组合仿真,分析了短波电台天线、散射天线、北斗天线等多种天线系统之间的电磁耦合特性,得到预布局情况下,车载天线系统间的电磁耦合情况。仿真结果对通讯车的电磁兼容性能提升有一定的参考价值。