电磁干扰衬垫的电磁特性及其测试方法的研究

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1、摘要电磁干扰衬垫的电磁特性及其测试方法的研究雷震指导教师：蒋全兴东南大学机械工程系电磁兼容研究室要电子产品的大量使用，导致电磁泄漏增加，恶化了电磁环境。屏蔽体上的孔缝将导致电磁波在某些频率上发生耦合，并且随着缝隙尺寸的增加耦合效率也增加。屏蔽体上的不连续性导致屏蔽水平的降级。电磁干扰衬垫由导电材料制成，它可以提升另部件的电连接性能。衬垫对缝隙的屏蔽效果取决于衬垫材质和安装方式。研究村垫的电磁屏蔽性能有很重要的理论意义和实际价值。本文从试验测试和数值分析两个方面进行了研究。-目前电磁干扰衬垫的测试方法有多种，标准测试

2、方法有ARP1705．1981(1991)、ARP1173-1988、DefStart59—103(17·s印-93)和MIL-G一83528B(1993)。这篇文章主要关注的是ARP1705—1981(1991)转移阻抗测试方法，它具有经济、高效、便携的优点。论文涉及到此测试方法的测试原理、测试指标、测试误差来源及测试装置优化等。在自行研制的转移阻抗测试装置中，开创性地加入了气动系统，测试系统可以获得衬垫在不同压力状态下的电磁屏蔽性能。时域有限差分法(FDTD)是近年流行的数值算法，在电磁领域有广泛的应用，但在解

3、决衬垫屏蔽性能方面以往的文献中还不多见。本论文的后半部分应用时域有限差分法(FDTD)建立指形铍铜衬垫在搭接缝隙中的数值模型，分析屏蔽树垫在不同缝隙、型号、压缩状态条件下电磁屏蔽特性的差异。主要研究成果如下：1)基于转移阻抗测试原理，研制了一台转移阻抗测试装置，测试装置安装有气动系统。可以获得衬垫在不同压力状态下转移阻抗的测试数据。通过试验测试，系统运行良好。分析了评价指标间的关系。找出了测试系统的误差来源，转移阻抗测试装置测试中的误差有两方面的来源，分别是测试装置的非线性特性和装置谐振。分析了测试装置的非线性特性

4、和装置谐振对测试误差的影响。指出导致装置谐振发生的两因素：一方面是下腔体的腔体谐振，另一方面是集总电阻和上腔体的联合作用产生驻波。具体谐振点通过软件分析得到。2)将遗传算法应用于转移阻抗测试装置，优化其参数，改善转移阻抗测试装置的阻抗匹配。遗传算法通过选择、交叉、变异等运算获得了最优点。优化后的参数有效地应用于测试装置，转移阻抗测试装置可以保证对通常意义下的衬垫产品在0～2GHz的良好匹配．采用多次距离的概念可有效地处理多种衬垫的幅值相位的多层次多目标问题，建立起目标函数。3)采用时域有限差分法建立了安装于搭接缝隙

5、间衬垫数值模型。分析电磁干扰衬垫的电磁特性，得到在不同边界条件、不同缝隙、不同衬垫大小、不同压缩状态等对电磁屏蔽效能的影响，得到一些规律性结果。村垫上窄缝的减小可以提高屏蔽效能；衬垫受压增加可以提高屏蔽效能，并且认为50％的压缩比是一个最合适的压缩比。，4)试验研究了多种因素对电磁干扰(EMI)衬垫电磁屏蔽性能的影响。这些因素包括试件大小、试件受压、衬垫结构、尘土和盐雾等。试验结果说明试件大小、试件受压、衬垫结构、尘土和盐雾等都会影响衬垫屏蔽性能。关键词：EMI衬垫转移阻抗测试装置遗传算法优化屏蔽效能时域有限差分法

6、AbstractTheStudyonShieldingCharacteristicsandtheTestingMethodforEMIGasketsLeiZhenSupervisor：JiangQuanxingEMClab，DepartmentofMechanicalEngineering,SoutheastUniversity,NanjingChinaWithdevelopmentofthesociety,moreandmoreelectronicproductsareinapplication．Electrom

7、agneticenvironmentbecomesworseandWorse．Anyopeningsandseainsinanenclosurecanprovideallefficientcouplingpathatspecificfrequency．Astheapertureincreasesinsize，itscouplingefficiencyincreases，Anydiscontinuitieswilldegradetheshieldingandmakecriticalbymaintainingthede

8、siredlevelofshieldingeffectiveness．Anelectromagneticinterference饵MI)gasketisaconductivematerialusedforimprovingtheelectricalbondingbetweenmetalliccompon6ntsofanelectronicchassis，eq