[发明专利]一种HIRF条件下复合材料舱室内场强计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于电磁环境效应技术领域，特别涉及一种HIRF条件下复合材料舱室内场强计算方法。

背景技术

复合材料因其高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能而被广泛应用于现代航空和航天等工业领域，商用客机如波音B787和空客A380中复合材料比重大量增加，无人机、卫星等航空航天器中对重量的苛刻要求，也大量采用复合材料。然而，不同于传统的金属材料，复合材料的导电性能和电磁屏蔽特性远远低于金属材料，复杂电磁环境中的高强辐射场(HIRF)信号很容易耦合进入复合材料结构体内，导致电磁干扰问题。因此，复合材料舱室内部的场强分析研究已成为近年来科研人员关注的热点。

复合材料舱室内部的场强可以通过实验手段获得，如现有国家发明专利《一种低电平扫描场的高强辐射场测试系统及其测试方法》(专利申请号：201310218837.9)，《一种HIRF测量中地面多路径反射干扰误差的消除方法》(专利申请号：201410706144.9)等，通过建立低电平耦合等效方法测试舱室内部场强。但是，实验方法往往成本高且周期较长，要求在复合材料舱室已经成型情况下完成。一般地，设计师希望在舱室制造之前对潜在的电磁干扰危害进行预测，用于指导HIRF防护设计，这也是现代产品设计的要求。

理论上，采用数值计算方法如矩量法、时域有限差分法等，能够准确分析出任意三维几何电磁模型的内部场强。但是，复合材料表现出非均匀各向异性的特点，且具有复杂的微观几何构型，在数值计算过程中需要考虑内部精细结构的网格剖分，往往产生巨大的未知数，求解过程漫长甚至无法求解。因此，需要提出一种HIRF条件下复合材料舱室内场强计算方法，通过获取复合材料的等效电磁参数，解决复合材料舱室的数值计算难题，为HIRF条件下复合材料舱室的电磁危害评估与防护设计提供有效手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种HIRF条件下复合材料舱室内场强计算方法，解决由于复合材料的非均匀特点带来的数值计算内存消耗大、计算慢甚至无法求解的问题，为HIRF条件下复合材料舱室的电磁危害评估与防护设计提供有效手段。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种HIRF条件下复合材料舱室内场强计算方法，其特点是，该方法包含如下步骤：

S1，计算复合材料在HIRF效应分析频段内的等效电磁参数；

S2，建立复合材料舱室的三维几何模型，其模型材料的电磁特性由步骤S1中得到的等效电磁参数进行描述；

S3，设置外部HIRF照射条件，对舱室模型进行仿真计算；

S4，在所述的舱室内建立近场观察点获取内部的场强值。

所述步骤S1中所述的HIRF效应分析频段是400MHz～18GHz。

所述步骤S1中所述的等效电磁参数是张量形式的复介电常数[ε_eff]和复磁导率[μ_eff]，分别表示为：

[ϵeff]=ϵxeff000ϵyeff000ϵzeff,]]>