電磁輻射抗干擾仿真研究

毛先胤 馬曉紅 杜 昊 邢 懿 班國邦

（1.貴州電網有限責任公司電力科學研究院；2.貴州電網有限責任公司）

電磁輻射抗干擾功能作為一項質量性重要的系統性指標，在電磁具備兼容性質的條件下，兼容性能是保障系統工作高效能的重要保障因素，同時，兼容性也是提高系統有效性和可靠性的重要依據，在進行電磁兼容性仿真測試和實驗分析的同時，對電磁的兼容性進行合理的內部結構設計以及功能測試，是保障電磁輻射抗干擾仿真實驗的基礎。本文針對電磁輻射抗干擾仿真進行研究和探討，在結合“兩途徑”中的電磁輻射干擾的原因開展了相關的實驗和分析，從而得出了相關的有效措施，其一便是通過減小安裝空隙來有效抑制同一時間內通過殼體縫隙的耦合量，其次是在每個接電纜端口采用并聯式接地模式，從而來減小電容，有效阻礙瞬變電磁場的干擾，減輕外接電纜的耦合干擾力度。文章得出了相關的CST軟件中的仿真效果和模型結果，進一步證明了相關措施的可行性。

在科學技術和實驗技術不斷發展和提高的今天，各類實驗和測試平臺與通信、網絡、數字化、人工智能、導航、氣象、無線等一系列電子設備相結合，在網絡高速發展的今天，平臺電磁環境欣欣向榮，隨著環境的不斷復雜和統一化，越來越多的電磁兼容問題逐漸凸顯出來，特別是國內近些年來對電磁兼容的運用，在各行各業，電磁兼容現象隨處可見，可隨著運用的廣泛化和普及化，電磁兼容運用難以避免出現各種問題，為了研究并合理科學地應用該技術，規范法的將目前所面臨的問題有效解決，避免因缺少科學的解決法而造成電磁輻射抗干擾手段缺失，造成對電磁兼容的預測失誤而使得經濟大量損傷，本文通過簡要的對電磁輻射抗干擾仿真的預測進行探析，從而有效為有效解決當前的存在的問題提供有效的解決依據。在對潛在的干擾因素進行準確的定位的同時，采取一定的測算和估計手段，來盡可能地減少抗干擾排除的經費投入及浪費，同時，對電磁輻射抗干擾的兼容措施進行科學的設計，找到合理的方法來保障提供的理論依據合理且有效，從而來保障復雜的電子系統的電磁兼容性不受干擾和破壞，進一步保障電磁輻射的抗干擾能力強力運行。文章通過對一定的系統中的控制器進行研究，在測算控制器的電磁輻射抗干擾能力強弱的同時，還保障外接電纜的屏蔽處于良好狀態，并在外接線纜端口接入與地間并聯的電路系統，從而進行輻射的性能分析，在CST中來開展電纜的耦合仿真性實驗，并得出所需的仿真性結果，實驗的最后，通過在實際設備中加入抗輻射干擾的設備，來進行設備的電磁兼容強度測試實驗。

1 對電磁輻射干擾因素及傳播途徑的探析

電磁干擾信號是一種較為特殊的物質，他們通常由兩種途徑來進行傳播，而這種傳播途徑統稱為“敏感設備”，其中，一種“敏感設備”受到電體和電纜的干擾作用，在電場作用的場所，作為“敏感設備”的殼體會在電場的作用下，產生干擾信號來干擾電磁輻射的傳播，而另一種傳播途徑則是互聯網的電纜作用，在干擾信號的作用下，互聯網的電纜傳導對“敏感設備”產生一定的反作用，從而來干擾電磁輻射的傳播。如下電磁干擾途徑結構所示：干擾源——（傳導）——“敏感設備”——（產生）輻射。

電磁干擾途徑為電磁輻射的安裝縫隙耦合內部所形成，在裝置內部，由于電磁場的干擾和傳播途徑的存在，電磁的殼體屏蔽強度減弱，因此，電磁輻射的抗干擾能力也相應的受到影響。而電磁干擾的傳播另一途徑則是電磁輻射對外接電纜部位的作用，在外接電纜的耦合干擾條件下，采用并接式電容來有效阻礙電磁輻射干擾的擴大和加強，通過有力的抑制作用，來使得電磁輻射干擾因素的最小化。本文通過具體的電子控制系統作為切入點，電子設備控制系統運行當中，加強對系統的電磁輻射控制器進行掌控，以此來加強電磁輻射抗干擾性能的測試，在數據的分析和整理中，通過對問題進行有針對性地解決，以此來實施科學的措施，保障驗證的順利開展。

2 對殼體屏蔽器的功能效果分析

2.1 殼體的屏蔽性分析

不同的電子設備采用不同的電子頻率來進行工作，例如：軍用電子設備系統，一般而言，軍用的電子科技設備具有較高的科技含量要求，軍用設備不僅對電子設備的頻率段內能要求較高，其次還需該設備具備較高的屏蔽性能，因為若是屏蔽效能不滿足要求或是存在漏洞，這都極有可能造成數據的遺漏或是外泄，造成重要機密信息的暴露，給相應的組織或機構帶來極大的危害，因此，在外部存在一定強度的電場輻射時，為了有效避免殼體縫隙在設備內耦合并帶來的干擾影響的同時，腔體內的敏感器件需要相應的調控，以此來保障屏蔽性的加強。

我們在進行相應實驗的同時，相關的控制器外殼與螺釘采用空間為50mm的構造，同時，縫隙保持在長56mm，因此，在CSTMS模型中，來完成控制器的仿真實驗，實驗過程中，控制器的內腔的長寬相近，分別是130mm、120mm，而高則保持在60mm，而蓋板處的安裝面設置保持縫隙寬度在0.2mm，根據實際的螺釘安裝面和腔體電連接點來完成寬帶噪聲源的腔體設計。

“Let’s give him some buttons，”said the old man.So they gave the gingerbread man cherry buttons.

2.2 殼體屏蔽效性的仿真效果

設計的控制器的安裝縫隙長度不易過長，在保證電磁頻率為600MHz和820MHz互換的頻率下，縫隙長度保持在50mm，在出現縫隙諧振的情形下，合理設計縫隙，當縫隙減小20mm，保持在30mm時，諧振的頻率圖發生巨大的變化，即是頻率線消失，也就是說，頻率不存在了，在這時，500MHz～1GHz頻段的內屏蔽效能得到顯著性的提高。

3 針對瞬變電場對電纜耦合的探究

在測試的控制系統中，由于高壓放電裝置的存在和作用，這些高壓放電裝置造成了干擾的強化，而這些裝置，也是干擾源的一大來源，高壓放電裝置的存在，使得較高幅度的瞬態電磁的產生，在這些瞬變型干擾電場的干擾之下，CST模型的仿真實驗進行了CSTCS的模型建立階段，進而準備相應的電纜設備，其中電纜設備包括互聯電纜、電纜測試儀、高壓放電裝置(N5)等。在充分考慮到測試儀效果的同時，對互聯電纜進行過濾性的設備連接，并在連接器和控制器之間電纜測試中，導入CSTMS的模塊計算數據，保證瞬變干擾電場的輻射控制，從而通過電纜來完成輻射激勵措施，在測試中提取相應的電纜參數，從而建立相關是模型，CSTDS的模塊實驗也給電纜的端口進行了特性研究。CST的協調仿真效果，使得CSTDS的順利測試，在使用CSTMWS模塊的實驗數據時，求解器的計算數據具體說明了電纜中耦合的電壓及其電流的大小。通過確切的數據，進而滿足了各電纜端口與地之間并聯電路的電容受到有效的影響，并在再次計算電纜中的過程中，耦合電壓得到控制，使得耦合電壓明顯下降，以此來提升控制器的承受強度。

結語：本文通過對CST仿真進行實驗結果分析的基礎上，來探究孔縫耦合與電纜耦合對電磁輻射干擾的影響，研究實驗發現，孔縫耦合與電纜耦合的結合，并作用在電磁輻射抗干擾中，能有效的起到一定的抑制性作用，通過文章中的仿真效果分析，我們發現，仿真效果對控制器有較高的要求，在進行相應的控制器設計的同時，提高控制器的抗干擾性能，才能有效地對設備的電磁兼容性進行更好的測試，以此來更加清晰地探究控制器的敏感度，從而探討出電磁輻射抗干擾仿真研究。