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基于时域有限差分方法的三导体横电磁波传输室的研究

谭琼亮  
【摘要】: 本文简要分析了时域有限差分方法(FDTD法)的基本原理,对算法中的几个重要问题:网格的剖分,数值稳定性,数值色散,激励源的设置,吸收边界条件的选择和设置进行了详细的阐述。 分析传统的TEM传输室是研究新型电磁兼容测试设备——三导体横电磁波传输室的基础。本文首先采用有限差分法计算了TEM Cell主传输段横截面的准静态分布,分析了场均匀性随横截面的尺寸,芯板的宽度以及芯板偏心距离变化的规律。随后采用时域有限差分法计算了TEM Cell主传输段的三维场分布,并将横截面上的三维场分布与准静态场分布进行了比较,了解了准静态计算的使用条件。最后,计算了三种不同结构的TEM小室的特性阻抗,并将计算值与理论值进行了比较,验证了算法程序的正确性,为TEM Cell的工程设计提供理论依据。 TTEM Cell与GTEM Cell一样具有相同的锥状结构,所不同的是传输室内放置有两块相互垂直的导体板,可以通过改变对内导体板馈源的激励方式,来获得不同方向的极化电磁场,为测试带来极大方便。本文首先用超松弛迭代法计算了其横截面在不同加载情况下的二维准静态分布,随后用时域有限差分法计算了空载TTEM Cell主体段的三维场分布,详细介绍了计算参数的选取,边界条件以及激励源的设置,给出了水平芯板接信号和水平芯板、垂直芯板均接信号的计算结果。此外,还分析了置入EUT后对TTEM Cell内的场分布和特性阻抗的影响,计算了不同尺寸EUT上、下部场强以及表面场强。最后,对TTEM Cell中电磁波各种模式的极化特性进行了详细的分析。


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