摘  要强电磁脉冲能量通过小孔缝隙等耦合到计算机机箱内会对计算机产生干扰和破坏作用

本文应用时域有限差分法模拟了电磁脉冲对计算机机箱的耦合透入过程通过分析机箱中电磁场和

电磁能量随时间的变化曲线得出了机箱中电磁脉冲的耦合变化特征电磁脉冲对计算机机箱的耦

合模拟计算可用于指导计算机系统的电磁兼容 干扰和防护研究  

关键词 电磁脉冲 时域有限差分法 计算机机箱 耦合 仿真

 

引 言 1

随着科学技术的发展 计算机日趋普及但由于大规集成电路和多功能芯片的广泛应用使计算机设备抗干扰和

损伤的性能不断降低在各种干扰中雷电高功率微波武器等产生的强电磁脉冲对计算机的危害尤为严重

强电磁脉冲能量可通过不完善屏蔽的小孔 缝隙等耦合到计算机机箱内当耦合进入计算机机箱的微波能量较少

时可干扰其电子设备使电路功能产生混乱出现误码信息传输中断抹掉记忆信息等当耦合进入计算机机箱的

微波能量较大时则会造成电路系统和电子器件计算机芯片等永久损伤或烧毁

强电磁脉冲通过孔缝耦合透入各种电子系统的研究是电磁兼容干扰和防护等领域的重要课题文献[1]综述了

计算机电磁干扰的形式及其影响并分析了常用的干扰抑制和隔离方法文献[2]研究了电磁脉冲与窄缝腔体的耦合共

振特性Russell P. Jedlicka 等[3]用有限元法FEM 结合矩量法MOM 分析了电磁波通过扭曲窄缝对复杂腔体的耦

合透入问题本文应用时域有限差分法[4] FDTD 模拟了电磁脉冲对计算机机箱的耦合透入过程分析了机箱中电磁

场和电磁能量随时间的变化情况为计算机电磁兼容干扰收稿日期 2003-11-27 修回日期2004-03-18

作者简介 陈修桥(1976-), 男, 江苏人, 博士生, 研究方向为电磁计算和

图像信息处理; 胡以华(1962-), 男, 安徽人, 教授, 博导, 博士, 研究方

向为光学成像和航天遥感信息处理

和防护研究提供了定量的数值依据

1 物理模型

计算机主机机箱模型如图 1 所示机箱内设置了电源箱光驱和软驱这些部件都是金属导体外壳并与机箱内

相隔绝机箱的四壁为薄导体板厚度不计而且做工精细光滑屏蔽良好只是机箱后壁上被去掉了两块挡板计

算机前壁上的方孔是电源开关机箱中各种部件和孔缝的大小尺寸和位置距离已经标注在图1 中平面波激励源从机箱

后方垂直机箱后壁入射

2 算法理论基础

对于复杂结构的孔缝腔体 电磁耦合透入问题的解析求解是非常困难的所以一般使用数值方法这里应用时域有