屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法及设备技术方案

本发明专利技术涉及一种屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法及设备，所述方法包括以下步骤：采样获得屏蔽盒通风孔上的切向电场数据；建立填充有理想电导体的屏蔽盒模型，在采样点上放置磁赫兹偶极子，仿真提取对应的数值格林函数；基于所述数值格林函数及所述切向电场数据获取包围屏蔽盒的第一半径球面上的磁场；基于所述第一半径球面上的磁场，利用近远场变换获取待测点的电场，待测点所在球面的第二半径大于第一半径；基于所述待测点的电场判断屏蔽盒中电子系统寄生辐射情况。与现有技术相比，本发明专利技术具有计算精度高、适用性强等优点。适用性强等优点。适用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法及设备


[0001]本专利技术属于电子
，涉及一种屏蔽盒内电子系统寄生辐射计算方法，尤其是涉及一种基于数值格林函数的屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法及设备。

技术介绍

[0002]屏蔽盒被广泛应用于系统电磁兼容中，以提供电磁信号的屏蔽或抑制信号之间的干扰。为了电子设备的散热或通风需求，屏蔽盒上常开有通风孔，而屏蔽盒内电子设备产生的寄生电磁辐射便会从通风孔泄露出来。为了保证设备的正常工作，对寄生辐射进行精确测量是很有必要的。但是直接测量寄生辐射(一般是3米或10米处的远场)需要花费大量时间与金钱，因此可以通过近远场变换的方法由近场的测量数据推算出辐射远场。
[0003]常用的近远场变换算法有模式展开法和源重构法两种。模式展开法是将测得的近场用球面波、柱面波或平面波展开，进而推导出远场。源重构法是将辐射源用等效电流、磁流或赫兹偶极子代替，从而重构出辐射远场。两种方法计算精度相似，但由于源重构法需要反转散射的过程，因此其消耗算力更大。
[0004]对于求解屏蔽盒的寄生辐射这一特定问题，Ping Li等人于2013年提出将辐射场看作通风孔上等效磁流的辐射与散射场的叠加，通过数值方法矩量法求解散射场进而求出寄生辐射(IEEE Trans.Electromagn.Compat.,vol.55,no.6,pp.1140
–
1146,Dec.2013.)。2016年Ping Li又提出采用时域间断伽辽金法对该问题进行求解(IEEE Trans.Electromagn.Compat.,vol.58,no.2,pp.457
–
467,Apr.2016)。
[0005]以上这些方法虽然能较为精确地求解屏蔽盒的寄生辐射，但当屏蔽盒内的设备改变时，需要再次实施完整的全波数值求解过程，这会带来巨大的计算消耗，并花费大量时间，因此这些方法的影响场景较为受限。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法及设备，通过计算机仿真得到数值格林函数，求解得到寄生辐射的近场，并进而通过近远场变换求出远场，可以精确预测屏蔽盒外任一点的辐射场，并对于屏蔽盒内不同的电子系统有适用性，精度和效率满足设计需求。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]一种屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法，该方法包括以下步骤：
[0009]采样获得屏蔽盒通风孔上的切向电场数据；
[0010]建立填充有理想电导体(PEC)的屏蔽盒模型，在采样点上放置磁赫兹偶极子，仿真提取对应的数值格林函数；
[0011]基于所述数值格林函数及所述切向电场数据获取包围屏蔽盒的第一半径球面上的磁场；
[0012]基于所述第一半径球面上的磁场，利用近远场变换获取待测点的电场，待测点所
在球面的第二半径大于第一半径，即待测点在第一半径球面之外；
[0013]基于所述待测点的电场判断屏蔽盒中电子设备寄生辐射情况。
[0014]进一步地，通过扫描采样方式获得屏蔽盒通风孔上的切向电场数据。
[0015]进一步地，所述仿真提取对应的数值格林函数具体为：
[0016]将屏蔽盒填充PEC，在每个采样点上分别放置沿和方向的两个磁赫兹偶极子，磁矩为1，提取它们各自在半径为所述第一半径的球面S0上产生的磁场，将在第i个采样点的沿和方向的两个磁赫兹偶极子在S0上产生的磁场分别记为和
[0017]数值格林函数表示为：
[0018][0019][0020]其中，和分别是第i个采样点对应的数值格林函数的和分量。
[0021]进一步地，获取所述磁赫兹偶极子在S0上产生的磁场时，每次仅在屏蔽盒表面放置一个磁赫兹偶极子。
[0022]进一步地，所述包围屏蔽盒的第一半径球面上的磁场表示为：
[0023][0024]其中，和分别是在第i个采样点处得到的切向电场沿和方向的等效磁流，效磁流，和分别是沿和方向的采样精度。
[0025]进一步地，所述第一半径为R～1.1R，其中，R为屏蔽盒的外接球半径。
[0026]进一步地，通过FEKO软件仿真提取所述数值格林函数。
[0027]进一步地，所述磁赫兹偶极子为无穷小磁赫兹偶极子。
[0028]进一步地，所述近远场变换基于对并矢格林函数的球面波展开。
[0029]本专利技术还提供一种电子设备，包括：
[0030]一个或多个处理器；
[0031]存储器；和
[0032]被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如所述屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法的指令。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0034]1、本专利技术通过计算机仿真得到数值格林函数，求解得到寄生辐射的近场，并进而通过近远场变换求出远场，可以精确预测屏蔽盒外任一点的辐射场，计算精度高，计算消耗算力小，求解快速。
[0035]2、本专利技术在屏蔽盒内的电子系统改变时，只需重新扫描通风孔上的近场，便可便捷地求出寄生辐射，适应场景范围广。
[0036]3、通过比较发现，本专利技术的计算结果与FEKO软件的结果非常吻合，且对于不同情
况都有较好的准确性。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的流程示意图；
[0038]图2为对屏蔽盒通风孔上切向电场进行采样的示意图
[0039]图3为屏蔽盒填充PEC的模型示意图
[0040]图4为在PEC填充的屏蔽盒上放置磁赫兹偶极子
[0041]图5为近远场变换过程示意图
[0042]图6为实施例的屏蔽盒及导体的示意图，其中，(6a)为L形传输线结构的导体，(6b)用于实验验证的屏蔽盒；
[0043]图7为图6中屏蔽盒结构的寄生辐射的计算和仿真结果对比，其中，(7a)为yoz平面的E
θ
的幅度，(7b)为yoz平面的的幅度，(7c)为xoz平面的E
θ
的幅度，(7d)为xoz平面的的幅度。
具体实施方式
[0044]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0045]参考图1所示，本专利技术提供一种屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法，该方法核心思路是通过全波仿真的方法求得数值格林函数，从而解决并矢格林函数没有解析解的问题，继而结合近远场变换算法求解寄生辐射。该方法的具体实施步骤分为两步：第一步，通过仿真求得数值格林函数，根据通风孔上近场扫描采样得到的切向电场数据求出包围屏蔽盒的一个较小球面(第一半径球面)上的磁场。第二步，由第一步中求得的较小球面上的磁场，采用近远场变换算法，求出该球面外任意一点(第二半径)的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采样获得屏蔽盒通风孔上的切向电场数据；建立填充有理想电导体的屏蔽盒模型，在采样点上放置磁赫兹偶极子，仿真提取对应的数值格林函数；基于所述数值格林函数及所述切向电场数据获取包围屏蔽盒的第一半径球面上的磁场；基于所述第一半径球面上的磁场，利用近远场变换获取待测点的电场，待测点所在球面的第二半径大于第一半径，即待测点在第一半径球面之外；基于所述待测点的电场判断屏蔽盒中电子系统寄生辐射情况。2.根据权利要求1所述的屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法，其特征在于，通过扫描采样方式获得屏蔽盒通风孔上的切向电场数据。3.根据权利要求1所述的屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检测方法，其特征在于，所述仿真提取对应的数值格林函数具体为：将屏蔽盒填充理想电导体，在每个采样点上分别放置沿和方向的两个磁赫兹偶极子，磁矩为1，提取它们各自在半径为所述第一半径的球面S0上产生的磁场，将在第i个采样点的沿和方向的两个磁赫兹偶极子在S0上产生的磁场分别记为和数值格林函数表示为：数值格林函数表示为：其中，和分别是第i个采样点对应的数值格林函数的和分量。4.根据权利要求3所述的屏蔽盒内电子系统寄生电磁辐射快速检...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，王梓安，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：