[发明专利]带导电橡胶的电子设备机箱电磁屏效多场耦合仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于电子设备技术领域，涉及高密度机箱的电磁屏效仿真，可用于判断机箱的电磁屏效是否满足设计要求，指导电子设备机箱的设计。

背景技术

随着无线电电子技术在上世纪中期以来的迅猛发展，电子设备在各个领域应用广泛，而机箱结构作为电子设备各个器件的物理总成和承载平台，也得到广泛应用。现代机箱的设计都有电磁兼容要求，主要指标是机箱的电磁屏效。

机箱表面由于安装各种开关、仪表盘、线缆等，必然开有孔缝，这些都会导致电磁泄漏。不同尺寸、形状和排列孔缝的电磁屏效，都有公式表述。假设某金属机箱有n处泄漏途径，每处的屏效为SE_i，则综合考虑诸多因素的机箱屏效为：

SE=-20lg(Σi=1n10-SEi/20)]]>

上式的实际物理意义是，金属机箱的屏效是由屏效最低的泄漏途径决定的。

在结构设计领域，长期沿用上面的公式。由于各种泄漏途径的作用原理还不是特别清楚，SE_i计算偏差较大，该公式的精度不高，只能定性的判断屏效，而无法准确的定量预测，故工程中较多使用实验测量的方法来评估机箱屏效，因而也称电磁兼容为一门实验科学。很多时候采取试凑的方法，尽管不清楚泄漏的关键，但是使用一切可能的方法，例如使用屏蔽玻璃代替普通玻璃，用密织的金属丝网封闭较大的孔缝，用波导通风窗代替普通通风孔，或者使用其它冷却方式，将机箱完全封闭，再用导电橡胶或衬垫密封接触缝隙，使用各种高性能的屏蔽材料，或者直接在机箱内部加入吸波材料以抑制机箱谐振、减小泄漏。工程实践表明：这样往往可以满足设计要求的屏效指标。但是也造成了很大的浪费，并不是一种经济有效的结构设计方法。至于实际工作中的电子设备的屏效更是只能采用测量的方法获得，因而电磁兼容性测试也是研究的热点。

由于实验费时费力，且受硬件条件的限制，随着数值分析手段的发展，现在越来越多的工程技术人员开始通过仿真来预测屏效。常见数值分析方法的有时域有限差分法FDTD，有限元法FEM，矩量法MOM，实验表明这些数值方法在仿真单一因素的屏效时具有较高的精度。但是在考虑实际多因素时的仿真仍然困难，例如加入导电橡胶的机箱，机箱结合处的接触缝隙，机箱受外力变形，内部电子器件发热等因素，现有的仿真方法和软件都无法处理。

发明内容

本发明的目的是解决目前电子设备机箱电磁屏效仿真中的由于影响因素众多导致仿真困难和误差较大的问题，提出了一种带导电橡胶的电子设备机箱电磁屏效多场耦合仿真方法，实现多因素影响下的对电子设备机箱电磁屏效的准确仿真，为机箱结构的设计提供参考。

实现本发明目的的技术方案是，在充分研究机箱的机电热三场作用原理的基础上，给出三场耦合的数学模型，该模型可以综合考虑机箱结构参数，温度对电磁器件的影响、机箱结构受外载荷变形、导电橡胶这些因素作用下的机箱电磁屏效；根据此三场耦合模型，使用仿真软件对机箱进行电磁分析，最终计算机箱的电磁屏效。具体步骤包括如下：

(1)建立电子设备机箱电磁屏效的多场耦合理论模型：