时域有限差分法在屏蔽分析中的应用

《时域有限差分法在屏蔽分析中的应用》针对时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法分析电磁屏蔽问题中遇到的典型问题，提出了一套精度更高的FDTD法模拟窄缝的亚网格技术。《时域有限差分法在屏蔽分析中的应用》首先概述了装备所处的战场电磁环境效应，分析了现有的几种窄缝FDTD法模拟亚网格技术的精度，建立了一种新的平面波照射无限大导体板的FDTD法实现模型。对于零厚度窄缝，提出了基于等效原理的零厚度窄缝FDTD法模拟的亚网格技术；对于有限厚度的长缝和短缝，分别提出了基于近场拟合和预处理技术的有限厚度窄缝FDTD法模拟的亚网格技术。此外，《时域有限差分法在屏蔽分析中的应用》还研究了高功率电磁环境通过各类孔口对机箱辐射耦合的规律并提出了相应的防护方案。

目录
前言
第1章 战场电磁环境效应 1
1.1 电磁环境及其作用 2
1.1.1 电磁环境构成 2
1.1.2 电磁环境效应 4
1.1.3 复杂电磁环境下的装备损伤机制 5
1.1.4 复杂电磁环境下装备的失效模式 7
1.2 静电效应 8
1.2.1 静电简述 8
1.2.2 静电危害 9
1.2.3 静电危害形成条件 10
1.2.4 典型装备静电作用机制 11
1.3 雷电效应 13
1.3.1 雷电危害方式及破坏效应 13
1.3.2 雷电电磁脉冲及其危害 15
1.3.3 雷电电磁脉冲对EED的损伤机制 17
1.4 电磁脉冲效应 19
1.4.1 电磁脉冲特点 19
1.4.2 电磁脉冲危害 19
1.4.3 电磁脉冲对典型装备作用效应 20
1.5 高功率电磁脉冲环境 23
参考文献 25
第2章 FDTD法及其在屏蔽分析中的应用现状 26
2.1 FDTD法基本原理 26
2.2 吸收边界条件 30
2.2.1 PML吸收边界条件的基本原理 30
2.2.2 CPML吸收边界条件 33
2.3 激励源的设置 37
2.4 数值稳定性 38
2.5 FDTD法在屏蔽分析中的瓶颈 39
2.5.1 屏蔽的基本概念 39
2.5.2 缝隙对屏蔽体屏蔽效能的影响 41
2.5.3 FDTD法在屏蔽分析中的应用 43
参考文献 44
第3章 几种亚网格技术窄缝近区场拟合精度分析 46
3.1 现有的窄缝模拟亚网格方法 46
3.1.1 网格电容亚网格方法(G-CTSF) 46
3.1.2 改进的网格电容法(I-CTSF、A-CTSF) 50
3.1.3 环路积分亚网格方法(TSF) 53
3.1.4 增强细槽缝公式(ETSF) 56
3.2 窄缝附近电磁变化分析 58
3.2.1 电磁场在窄缝附近区域的分布 58
3.2.2 电磁场在窄缝附近积分路径上的分布 65
3.3 现有亚网格方法精度的分析 69
3.3.1 几种网格电容法的精度分析 69
3.3.2 环路积分法的精度分析 72
3.4 结论 76
参考文献 77
第4章 零厚度窄缝的FDTD法模拟亚网格技术 78
4.1 无限大导体板模拟方案 78
4.1.1 无限大导体板模型 78
4.1.2 模型有效性的验证 82
4.1.3 高分辨率模拟时的CPML参数 84
4.1.4 三维条件下验证本模型的有效性 86
4.2 零厚度窄缝的近场分布 87
4.2.1 利用等效原理分解窄缝耦合 87
4.2.2 窄缝的近场分布规律 89
4.2.3 近场分布公式的验证 91
4.3 网格电容法的另一种形式 92
4.3.1 数值模拟公式 92
4.3.2 算法有效性的验证 95
4.4 大型屏蔽体屏蔽效能分析方案 97
4.4.1 模拟内存解决方案 97
4.4.2 模拟时间解决方案 98
4.4.3 数值验证 99
参考文献 102
第5章 有限厚度窄缝的FDTD法模拟亚网格技术 104
5.1 有限厚度长缝近场拟合亚网格技术 105
5.1.1 窄缝近场的拟合 105
5.1.2 窄缝FDTD法模拟亚网格公式 107
5.1.3 数值验证 110
5.2 有限厚度长缝二维FDTD法预处理两步法 114
5.2.1 窄缝内电场积分系数的计算 114
5.2.2 窄缝FDTD法模拟亚网格公式 115
5.2.3 数值验证 116
5.3 有限厚度短缝FDTD法模拟亚网格技术 118
5.3.1 等效原理分解窄缝耦合 118
5.3.2 窄缝区域的高分辨率预处理 123
5.3.3 窄缝FDTD法模拟亚网格公式 125
5.3.4 数值验证 127
参考文献 130
第6章 机箱孔口辐射耦合防护研究 131
6.1 机箱孔口辐射耦合模型 131
6.2 机箱孔口辐射耦合途径研究 134
6.2.1 光驱和显示屏开孔 134
6.2.2 通风孔阵列 136
6.2.3 机箱上盖板搭接缝 139
6.2.4 电源线和信号线开孔 141
6.2.5 电源开关和指示灯开孔 143
6.3 机箱孔口辐射耦合防护措施 145
6.3.1 通风孔阵列的防护 146
6.3.2 机箱盖板搭接缝的防护 148
6.4 双层屏蔽设计 153
6.4.1 层间距与屏蔽效能的关系 154
6.4.2 窄缝正对情况的影响 154
6.4.3 填充介质的影响 155
参考文献 157