雷電電磁脈沖與計算機機箱的耦合、模擬、仿真.pdf

1、近年來隨著計算機性能的提高，它將易受電磁脈沖的影響和破壞。惡劣的電磁環(huán)境將影響計算機的正常工作，其中核電磁脈沖、雷電電磁脈沖(LEMP)和大功率微波等強電磁脈沖對計算機的影響非常嚴(yán)重。
　　在計算機機箱上開有作電線連接、散熱和傳輸信息的孔洞。強電磁脈沖經(jīng)過這些孔洞時，將干擾機箱內(nèi)電子元件的正常工作，嚴(yán)重時會燒壞電子元件。本文主要研究LEMP與臺式計算機機箱和便攜計算機機箱的耦合特性和損傷效應(yīng)。
　　本文首先分析了雷電電磁脈沖

2、的波形特點及頻譜特征，主要分析了單峰雷電電磁脈沖和雙指數(shù)脈沖形式的雷電流，并將它們作為基于時域有限差分(FDTD)方法的全波三維電磁場仿真軟件(XFDTD軟件）仿真計算時的外部激勵，通過仿真計算研究了單峰雷電電磁脈沖與臺式計算機機箱和便攜式計算機機箱的耦合特性。對耦合特性分析得出:LEMP與臺式計算機機箱耦合后的電場強度在開關(guān)處無波動現(xiàn)象，在光驅(qū)處有較明顯的波動現(xiàn)象，在機箱中心處呈現(xiàn)出了特別明顯的波動現(xiàn)象，說明了雷電電磁脈沖在臺式計算機

3、機箱內(nèi)來回振蕩遇到機箱壁之后又返回，形成了波動現(xiàn)象。但是對于便攜計算機機箱，無此現(xiàn)象發(fā)生?？梢酝茢喑鲇捎谂_式機箱尺寸比便攜機箱尺寸大，電磁脈沖在尺寸較大的機箱內(nèi)能產(chǎn)生明顯的波動現(xiàn)象。臺式機箱開關(guān)處、便攜式機箱網(wǎng)口處的耦合系數(shù)比其他觀察點處的電場耦合系數(shù)都要大。因此，計算機內(nèi)部放置重要器件時最好不要放在開孔多的位置。
　　通過對雷電電磁脈沖與臺式和便攜計算機機箱損傷效應(yīng)的仿真和分析，得出:耦合進(jìn)機箱內(nèi)的電磁場強度受到雷電電磁脈沖上升

4、時間的影響，耦合進(jìn)計算機機箱內(nèi)的能量密度將受到雷電電磁脈沖極化方向的影響。在網(wǎng)口處產(chǎn)生的耦合能量密度最大，在排風(fēng)扇處產(chǎn)生的能量密度比在其他部位產(chǎn)生的能量密度都要大，產(chǎn)生的耦合能量密度將對機箱內(nèi)的元件的正常工作造成影響。
　　通過仿真計算研究了雙指數(shù)脈沖形式的雷電流與計算機機箱的耦合特性。分析了雷電流在機箱內(nèi)不同位置處耦合產(chǎn)生的電場強度及能量密度，得出了不應(yīng)把重要電子器件放在機箱上開孔洞較多的地方。
　　本文對雷電電磁脈沖經(jīng)過