本发明属于电磁传输特性计算,具体涉及一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法及电子设备。
背景技术:
1、电子设备已广泛应用于人们的生产和生活中,由此带来的电磁兼容问题不容忽视。常用的电磁兼容防护措施为屏蔽。金属网及含介质的金属网作为最常见的屏蔽材料广泛应用于实际工程中,例如最典型的钢筋混凝土层。含介质的金属网具有造价低、耐用和结构稳定的特性,它对电磁脉冲具有一定的衰减作用,可以对内部的电子设备起到一定程度的防护作用。因此,对于含介质的多层金属网的传输特性的开发和研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
2、目前对于含介质的多层金属网主要采用数值方法来研究,例如时域有限差分法(finite difference time domain,fdtd)和有限元(finite element method,fem)等,该数值算法的仿真结果相对准确,但需消耗大量的计算时间和计算资源。解析算法可以快速给出计算结果。1995年saverio c.采用传输线的方法,分析了金属网介质在宽频段范围内的传输特性。2008年dehmollaian m.等人基于一维周期格林函数分析了在0.5~2.0ghz频段范围内任意入射角和极化角的平面波入射的含介质的单层金属网的电磁耦合特性,计算结果与数值算法fdtd的仿真结果较好吻合。
3、目前,对于介质镶嵌多层金属网解析算法的研究,使用传输线方法来处理多层金属网介质的传输性能虽然方法简单,但结果却不是很好;采用半解析格林函数的方法,可以在0~2.5ghz范围较好的符合fdtd数值算法的结果,但该方法相对复杂不易操作且只能处理含单层金属网的情况。目前准确的计算方法是采用数值算法来仿真介质镶嵌多层金属网的传输特性,但需消耗大量的时间和计算资源。
4、也就是说,现有技术中的相关解析方法无法快速且准确地进行屏蔽效能的解析。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题,本发明提供了一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法及电子设备。
2、本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
3、本发明提供一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,所述方法包括:
4、获取待计算的介质镶嵌多层金属网的结构参数;所述介质镶嵌多层金属网中包含x个金属网层和y个介质层,并且,所述x个金属网层和所述y个介质层间隔设置;所述结构参数中包含每个金属网层的层参数、每个介质层的层参数和每个介质层的相邻位置参数;每个介质层的相邻位置参数用于表征该介质层的相邻层;x和y均为大于0的整数;
5、根据每个金属网层的层参数、真空磁导系数、自由空间中的波阻抗和入射波的角频率,确定每个金属网层的屏蔽效能;
6、根据每个介质层的相邻位置参数和每个介质层的层参数,确定每个介质层的屏蔽效能;
7、根据每个介质层的相邻位置参数、每个介质层的相对介电常数、入射波的频率,以及多个不同的预设系数,确定每个介质层的修正参数;
8、根据所述屏蔽效能和所述修正参数,确定所述介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能。
9、在一些实施例中,所述根据每个介质层的位置修正系数、每个介质层的相对介电常数、入射波的频率,以及多个不同的预设系数,确定每个介质层的修正参数,包括:
10、对于每个介质层,根据该介质层的相邻位置参数确定该介质层的位置修正系数;
11、根据该介质层的位置修正系数、该介质层的相对介电常数、入射波的频率和所述多个不同的预设系数,确定该介质层的修正系数。
12、在一些实施例中,对于每个介质层,当该介质层的相邻位置参数表征该介质层具有1个相邻的金属网层时,该介质层对应的位置修正系数为1/2;当该介质层的相邻位置参数表征该介质层具有2个相邻的金属网层时,该介质层对应的位置修正系数为1。
13、在一些实施例中,当每个介质层是由所述x个金属网层和所述y个介质层构成的层结构中的第2n+1层时,第2n+1层的修正参数x2n+1的计算公式为:
14、x2n+1=p2n+1c2n+1;
15、
16、其中,εr,2n+1为该介质层的相对介电常数,p2n+1为该介质层的位置修正系数,f为入射波的频率,单位为ghz,-0.048、-0.002、0.76、0.0004、-5.1287和4.3为所述多个不同的预设系数。
17、在一些实施例中,所述根据所述屏蔽效能和所述修正参数,确定所述介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能,包括:
18、将所述x个金属网层的屏蔽效能、所述y个介质层的屏蔽效能,以及所述y个介质层的修正参数的总和,作为所述介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能。
19、在一些实施例中,每个介质层的层参数包括:该介质层的阻抗和该介质层的介质的厚度;所述根据每个介质层的相邻位置参数和每个介质层的层参数,确定每个介质层的屏蔽效能,包括:
20、对于每个介质层,根据该介质层的相邻位置参数确定该介质层的相邻层;
21、确定该介质层的每个相邻层的阻抗;
22、基于该介质层的阻抗、该介质层的介质的厚度,以及该介质层的每个相邻层的阻抗,确定该介质层的屏蔽效能。
23、在一些实施例中,每个金属网层的层参数包括:该金属网层中的金属网的直径、电导率和磁导系数;所述确定该介质层的每个相邻层的阻抗,包括:
24、当该介质层的一个相邻层为真空层时,将自由空间中的波阻抗作为该介质层的相邻的真空层的阻抗;
25、当该介质层的一个相邻层为金属网层时,根据该介质层的每个相邻的金属网层中的金属网的直径、电导率和磁导系数,确定该介质层的每个相邻的金属网层的弛豫时间;
26、根据该介质层的每个相邻的金属网层的弛豫时间、直径、电导率,以及0阶贝塞尔函数、1阶贝塞尔函数和入射波的角频率,确定该介质层的每个相邻的金属网层的阻抗。
27、在一些实施例中,每个介质层的层参数还包括:该介质层的趋肤深度、传播常数;当每个介质层是由所述x个金属网层和所述y个介质层构成的层结构中的第2n+1层时,第2n+1层的屏蔽效能se2n+1的计算公式为:
28、
29、其中,η2n+1为该介质层的阻抗、η2n和η2n+2为该介质层的两个相邻层的阻抗,δ为该介质层的趋肤深度,γ为该介质层的传播常数,l为该介质层的介质的厚度,η0为自由空间中的波阻抗。
30、在一些实施例中,每个金属网层的层参数包括:该金属网层中的金属网的直径和网孔边长;所述根据每个金属网层的层参数、真空磁导系数、自由空间中的波阻抗和入射波的角频率,确定每个金属网层的屏蔽效能,包括:
31、对于每个金属网层,根据该金属网层中的金属网的直径和网孔边长,确定出该金属网层的修正后的网孔大小;
32、根据真空磁导系数,以及该金属网层中的金属网的直径和修正后的网孔大小,确定该金属网层的导体电感;
33、根据自由空间中的波阻抗、入射波的角频率和该金属网层的导体电感,确定该金属网层的屏蔽效能。
34、本发明还提供一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;
35、所述存储器,用于存放计算机程序;
36、所述处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法的步骤。
37、与现有技术相比,本发明的有益效果:
38、本发明根据待计算的介质镶嵌多层金属网的结构参数,分别确定每个金属网层的屏蔽效能,以及每个介质层的屏蔽效能和修正参数,并根据金属网层的屏蔽效能、介质层的屏蔽效能和修正参数,确定出该介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能。由于在确定该介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能时,考虑了每个介质层的修正参数,因而,计算出的该介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能更准确;以及,由于在计算总屏蔽效能时,仅需根据该介质镶嵌多层金属网的结构参数进行简单地数学计算,因而,所消耗的时间和计算资源较少,从而可以快速解析出该介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能。
39、以下将结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
1.一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,应用于电子设备,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,所述根据每个介质层的相邻位置参数、每个介质层的相对介电常数、入射波的频率,以及多个不同的预设系数,确定每个介质层的修正参数,包括:
3.根据权利要求2所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,对于每个介质层,当该介质层的相邻位置参数表征该介质层具有1个相邻的金属网层时,该介质层对应的位置修正系数为1/2;当该介质层的相邻位置参数表征该介质层具有2个相邻的金属网层时,该介质层对应的位置修正系数为1。
4.根据权利要求2所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,当每个介质层是由所述x个金属网层和所述y个介质层构成的层结构中的第2n+1层时,第2n+1层的修正参数x2n+1的计算公式为:
5.根据权利要求1所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,所述根据所述屏蔽效能和所述修正参数,确定所述介质镶嵌多层金属网的总屏蔽效能,包括:
6.根据权利要求1所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,每个介质层的层参数包括:该介质层的阻抗和该介质层的介质的厚度;所述根据每个介质层的相邻位置参数和每个介质层的层参数,确定每个介质层的屏蔽效能,包括:
7.根据权利要求6所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,每个金属网层的层参数包括:该金属网层中的金属网的直径、电导率和磁导系数;所述确定该介质层的每个相邻层的阻抗,包括:
8.根据权利要求6所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,每个介质层的层参数还包括:该介质层的趋肤深度和传播常数;当每个介质层是由所述x个金属网层和所述y个介质层构成的层结构中的第2n+1层时,第2n+1层的屏蔽效能se2n+1的计算公式为:
9.根据权利要求1所述的一种介质镶嵌多层金属网屏蔽效能的解析方法,其特征在于,每个金属网层的层参数包括:该金属网层中的金属网的直径和网孔边长;所述根据每个金属网层的层参数、真空磁导系数、自由空间中的波阻抗和入射波的角频率,确定每个金属网层的屏蔽效能,包括:
10.一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其特征在于,所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;