【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种屏蔽效能预测方法，具体涉及一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法。
技术介绍
1、大口径射电望远镜具有极高的系统灵敏度，易受到自身电子设备及外部无线电业务的干扰，射电天文领域需对台址内部的建筑进行屏蔽防护，进而缓解建筑内部电子设备电磁辐射对射电天文的影响。此外，高压电网、雷达等高功率通信场景需办公建筑设施进行屏蔽防护，减少建筑外部强电磁辐射对工作人员的损害。
2、建筑屏蔽墙体通常采用水泥、转、金属板、屏蔽丝网等混合结构组成，快速计算和分析不同混合结构屏蔽墙体的屏蔽效能，为进一步的屏蔽方案设计提供重要理论基础。现有的屏蔽效能计算方法实现了多层屏蔽体的计算，如文献[1]给出了多层屏蔽体屏蔽效能计算方法，但并没有考虑屏蔽丝网与屏蔽体混合使用后的如何计算的技术问题。文献[2]提出一种屏蔽丝网的屏蔽效能计算方法，但并未考虑电磁信号方向对屏蔽效能的影响。
3、为解决建筑屏蔽墙体混合结构的计算问题，有必要提出一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法。
4、参考文献：
5、schulz r b,plantz v c,brush d r.shielding theory and practice[j].ieeetransactions on electromagnetic compatibility,1988,30(3):187-201
6、casey k f.electromagnetic shielding behavior of wire-mesh scre
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，以考虑电磁波入射角对屏蔽效能的影响，提高建筑屏蔽墙体的计算结果的准确性。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其由计算机实现，包括：
3、s1：建立混合屏蔽结构墙体的物理模型，在所述物理模型中设定混合屏蔽结构墙体的参数；
4、s2：确定所需屏蔽的初始电磁波的参数，初始电磁波的参数包括初始电磁波的频点变量、极化方向与入射角的可变范围；
5、s3：确定金属丝网等效阻抗与混合屏蔽结构墙体的参数的关系式；
6、s4：确定电磁波入射到金属丝网的前表面时的入射角与混合屏蔽结构墙体的参数、初始电磁波的入射角的关系式；
7、s5：确定不同极化方向下的金属丝网等效阻抗与混合屏蔽结构墙体的参数、初始电磁波的频点变量和入射角的关系式；
8、s6：得到不同极化方向下的金属丝网整体阻抗与不同极化下金属丝网等效阻抗、金属丝网的右介质的特性阻抗的关系式；
9、s7：确定水平极化与垂直极化下的金属丝网的透射系数与不同极化方向下的金属丝网等效阻抗、电磁波入射到金属丝网的前表面时的入射角、金属丝网的透射角的关系式；
10、s8：确定混合屏蔽结构墙体的材料层对于电磁波的总透射系数与混合屏蔽结构墙体的参数、初始电磁波的入射角和频点变量的关系式；
11、s9：根据步骤s1中的物理模型，确定不同极化方向下的混合屏蔽墙体透射系数与混合屏蔽结构墙体的材料层对于电磁波的总透射系数、金属丝网的透射系数的关系式；随后代入步骤s1-s2设定的参数的数值以及步骤s3-s8的关系式，以考虑初始电磁波的极化方向与入射角度的影响，在不同极化方向下分别得到频点变量的每个频点下的一维数组的形式的混合屏蔽墙体透射系数；
12、s10：在每个频点下，将所述混合屏蔽墙体透射系数转化为一维数组的形式的屏蔽效能，进而确定不同极化下该频点的对应频率的屏蔽效能；
13、在所述步骤s1中，混合屏蔽结构墙体由沿建筑墙体的厚度方向依次设置的第一材料层、第二材料层、第三材料层和金属丝网组成分别设定第一材料层的厚度l1、电导率σ1、磁导率μ1、介电常数ε1；分别设定第二材料层的厚度l2、电导率σ2、磁导率μ2、介电常数ε2；分别设定第三材料层的厚度l3、电导率σ3、磁导率μ3、介电常数ε3；设定金属丝网的网格孔径as、线径2rw、磁导率μw、电导率σw、等效薄板电感参数ls、等效薄板介电常数金属丝网所采用材料的介电常数ε4、磁导率μ4。
14、在所述步骤s1中，所述第一材料层、第二材料层、第三材料层采用同一材料或不同材料。
15、在所述步骤s2中，初始电磁波的频点变量的具体形式为：f(1)、f(2)、f(3)……f(m)，m为频点个数；初始电磁波的频点变量的取值范围为30mhz-18ghz；
16、入射角的一维数组θ0(n)表示为：
17、θ0(n)＝[0°，1°，2°，3°，…，89°]。
18、
19、在所述步骤s6中，利用传输线类比法建立平面波入射丝网的传输线模型，以得到不同极化方向下的金属丝网整体阻抗与不同极化下金属丝网等效阻抗、金属丝网的右介质的特性阻抗的关系式，金属丝网的右介质为自由空间。
20、在所述步骤s3中，金属丝网等效阻抗与混合屏蔽结构墙体的参数的关系式为：
21、
22、其中，zw′为每单位长度丝网的内部阻抗；as为金属丝网的网格孔径；ls为金属丝网的等效薄板电感参数；k0为自由空间波数；μ0为自由空间磁导率；ε0为自由空间介电常数；为金属丝网的等效薄板介电常数；为金属丝网曲面的二维拉普拉斯算子；ω为角频率；是一个垂直于金属丝网所占据的表面的单位向量；为幂等因子；
23、每单位长度丝网的内部阻抗zw′为：
24、
25、其中，rw′为每单位长度丝网的直流电阻；r′w＝(πrw2σw)-1；τw为扩散时间常数；τw＝μwσwrw2；rw为丝网半径；μw、σw为丝网材料的磁导率与电导率；in(·)为n阶的修正贝塞尔函数；
26、金属丝网的等效薄板电感参数ls为：
27、
28、其中，μ0是自由空间磁导率，as为金属丝网的网格孔径；rw为丝网半径。
29、在所述步骤s4中，电磁波入射到金属丝网的前表面时的入射角θ4为：
30、
31、金属丝网的透射角θ5为：
32、
33、其中，u0为光在真空中的折射率，θ0为初始电磁波的入射角，u4为光在金属丝网中的折射率；
34、在所述步骤s5中，垂直极化金属丝网等效阻抗zs1为：
35、zs1＝z′was+jωls，
36、水平极化金属丝网等效阻抗zs2为：
37、
38、其中，zs1为垂直极化金属丝网等效阻抗，zs2为水平极化金属丝网等效阻抗，z′w为每单位长度丝网的内部阻抗，as为金属丝网的网格孔径，ω为角频率，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其由计算机实现，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S1中，混合屏蔽结构墙体由沿建筑墙体的厚度方向依次设置的第一材料层、第二材料层、第三材料层和金属丝网组成分别设定第一材料层的厚度l1、电导率σ1、磁导率μ1、介电常数ε1；分别设定第二材料层的厚度l2、电导率σ2、磁导率μ2、介电常数ε2；分别设定第三材料层的厚度l3、电导率σ3、磁导率μ3、介电常数ε3；设定金属丝网的网格孔径as、线径2rw、磁导率μw、电导率σw、等效薄板电感参数Ls、等效薄板介电常数金属丝网所采用材料的介电常数ε4、磁导率μ4。
3.根据权利要求2所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述第一材料层、第二材料层、第三材料层采用同一材料或不同材料。
4.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S2中，初始电磁波的频点变量的具体形式为：f(1)、f(2)、f(3)……f(m)，m
5.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S3中，金属丝网等效阻抗与混合屏蔽结构墙体的参数的关系式为：
6.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S4中，电磁波入射到金属丝网的前表面时的入射角θ4为：
7.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S5中，垂直极化金属丝网等效阻抗Zs1为：
8.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S7中，水平极化下的金属丝网的透射系数TTM(θ0(n))为：
9.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，所述步骤S8具体包括：
10.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤S9中，利用传输线类比法，根据步骤S1中的物理模型，建立平面波入射混合屏蔽结构墙体的传输线模型，以确定不同极化方向下的混合屏蔽墙体透射系数与混合屏蔽结构墙体的材料层对于电磁波的总透射系数、金属丝网的透射系数的关系式；
11.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其由计算机实现，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤s1中，混合屏蔽结构墙体由沿建筑墙体的厚度方向依次设置的第一材料层、第二材料层、第三材料层和金属丝网组成分别设定第一材料层的厚度l1、电导率σ1、磁导率μ1、介电常数ε1；分别设定第二材料层的厚度l2、电导率σ2、磁导率μ2、介电常数ε2；分别设定第三材料层的厚度l3、电导率σ3、磁导率μ3、介电常数ε3；设定金属丝网的网格孔径as、线径2rw、磁导率μw、电导率σw、等效薄板电感参数ls、等效薄板介电常数金属丝网所采用材料的介电常数ε4、磁导率μ4。
3.根据权利要求2所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述第一材料层、第二材料层、第三材料层采用同一材料或不同材料。
4.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结构墙体的屏蔽效能计算方法，其特征在于，在所述步骤s2中，初始电磁波的频点变量的具体形式为：f(1)、f(2)、f(3)……f(m)，m为频点个数；初始电磁波的频点变量的取值范围为30mhz-18ghz；
5.根据权利要求1所述的用于混合屏蔽结...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇，唐仁凯，蔡明辉，李蓉，苏晓明，王娜，
申请(专利权)人：中国科学院新疆天文台，
类型：发明
国别省市：
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