几种不同金属结构的电学屏蔽特性研究

带电圆锥论文 金属屏蔽体论文
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本文研究了圆锥导体的电学特性以及电磁边值问题的数值方法求解,同时,对金属屏蔽体屏蔽电磁辐射的效果也进行了严格的理论推导和实验探究。对特殊形状带电体(带电圆锥)周围的场分布特性的研究表明:导体上面电荷密度的分布,与许多因素有关,曲率只是其中之一。对于孤立导体,除了一些特殊类型之外,面电荷密度与曲率之间并不存在简单的正比关系,与圆锥母线和张角有一定的关系,在锥形尖端和锥形凹孔两种情况下场强和电势分布就可以说明这个问题。在这种情况下利用Runge-Kutta法可求解得出圆锥边值问题的本征值,同时还可得到相对应的归一化常数以及相对应的本征函数在不同角度上的值,得到了解决带电圆锥边界电磁辐射与散射问题所需数据。对几种不同形状屏蔽体屏蔽电磁辐射的效果研究的结果为:通常采用密封金属板对需要被屏蔽的设备进行屏蔽,但是,考虑到一些设备需要通风、采光、散热等一些条件,同时又不影响其屏蔽效果,因此,要对屏蔽体采取开孔、开缝一些条件限制。利用电磁场的基本理论和FORTRAN计算机语言编程,以栅极状屏蔽体和网格状屏蔽体为例,计算出了在远场情况下,栅极状屏蔽体和网格状屏蔽体具有和金属平板相似的屏蔽效果。锥形导体周围面电荷密度和场分布的问题对避雷针和飞机静电放电针的设计有很大的参考价值。电磁场问题作为边值问题解决以后,就可以得到实际情况下场源的各种工程参数。而金属屏蔽体屏蔽电磁辐射的效果研究对电磁辐射和防护设计及屏蔽材料的选择有很好的理论意义和实际价值。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
1. 绪论第9-12页
    1.1 课题的研究背景与意义第9页
    1.2 国内外研究现状第9-10页
    1.3 课题研究的内容与方法第10-12页
2. 静电场和电磁场的基本理论和算法第12-26页
    2.1 Maxwell 方程组第12-14页
        2.1.1 结构方程第13页
        2.1.2 边界条件第13-14页
    2.2 Laplace 方程第14-21页
        2.2.1 调和函数第14-17页
        2.2.2 二阶偏微分方程的Runge-Kutta 解法第17-21页
    2.3 电磁屏蔽的基本理论第21-26页
        2.3.1 电磁辐射的来源第21页
        2.3.2 电磁辐射的危害第21-23页
        2.3.3 电磁屏蔽的类型第23-24页
        2.3.4 电磁屏蔽的屏蔽效能第24-26页
3. 锥形导体的场分布特性研究第26-46页
    3.1 静电平衡条件下导体表面的电荷分布第26页
    3.2 锥形导体场分布的理论分析第26-28页
    3.3 锥形深孔的面电荷密度分布第28-29页
    3.4 锥形尖顶的面电荷密度分布第29-31页
    3.5 锥形尖端和深孔的建模和计算机仿真第31-38页
        3.5.1 锥形尖端的建模和理论推导第31-33页
        3.5.2 锥形尖端在 Matlab7.1 工作环境下的仿真与结果分析第33-36页
        3.5.3 锥形深孔在 Matlab7.1 工作环境下的仿真与结果分析第36-38页
    3.6 带电圆锥的电磁边值问题解析第38-46页
        3.6.1 带电圆锥的数值求解第38-42页
        3.6.2 带电圆锥的Legendre 函数精确值与计算值的比较第42-46页
4. 金属屏蔽体屏蔽电磁辐射的效果研究第46-62页
    4.1 理论分析第46-47页
    4.2 金属屏蔽体的数值计算第47-57页
        4.2.1 金属栅极屏蔽体的数值计算第47-50页
        4.2.2 金属网格屏蔽体的数值计算第50-52页
        4.2.3 有限大小金属栅极屏蔽体的数值计算第52-56页
        4.2.4 不规则非完全密封金属板的屏蔽特性研究第56-57页
    4.3 几种不同形状屏蔽体的屏蔽实验效果探究第57-62页
        4.3.1 实验器材第57-59页
        4.3.2 实验内容第59页
        4.3.3 实验数据第59-60页
        4.3.4 实验结果第60-62页
5. 结论与展望第62-63页
参考文献第63-66页
附录:攻读硕士学位期间公开发表的论文和参与科研项目第66-67页
致谢第67-68页
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