[发明专利]一种小孔电极化系数的提取方法

权利要求书

1.一种小孔电极化系数的提取方法，其特性在于：该方法是一种基于静电场情况的仿真方法，利用电磁场数值计算软件，得到带孔屏蔽体中的电场分布，进而得到适当位置的电场强度结果，反推出任意形状开孔的电极化系数；具体包括如下步骤：

步骤1：在电磁场数值计算软件中创建带孔屏蔽体模型，并施加材料属性与边界条件；

步骤2：通过软件计算得到屏蔽体内开孔中轴线上的电场强度，并将该电场强度减去板间均匀电场强度，得到与小孔相关的电场强度，其中，板间均匀电场强度大小＝上或下极板与中间极板的电位差/上或下极板与中间极板的距离；

步骤3：取步骤2中得到的与小孔相关的电场强度在距开孔中心的上或下极板与中间极板的距离上的结果作为适用于计算的电场强度；

步骤4：将步骤3中得到的适用于计算的电场强度与测量点距孔中心的距离做指数拟合，在拟合过程中，定义E为开孔中轴线上的电场强度，z为观测点到开孔中心的距离，拟合方程为E＝az^b；其中,a为拟合系数，b代表了场强随距离的几次方发生变化；利用拟合系数a得到小孔的电极化系数；所述利用拟合的系数a得到小孔的电极化系数为电场强度与测量点距孔中心的距离的指数拟合，在Bethe理论中，开孔等效电偶极矩与电极化系数的关系式为P＝αε₀E₀e_z，其中α为电极化系数，E₀为带孔平面不开孔时两边的电场强度之差；即开孔中轴线上的场强表示为电偶极子沿电偶极矩方向上的场强；而由库仑定律容易计算得到一对电偶极矩为P的电偶极子沿电偶极矩方向上的电场强度为其中z为观测点到开孔中心的距离，ε₀为真空介电常数；根据以上P＝αε₀E₀e_z和二式得到待测开孔的电极化系数与观测场强大小的关系如下式，

比较该式与拟合方程E＝az^b得到电极化系数。

2.根据权利要求1所述一种小孔电极化系数的提取方法，其特性在于：所述步骤1中带孔屏蔽体模型的建立包括以下步骤：

步骤101：创建立方体模型，该立方体的上下表面为正方形，边长不小于中间带板开孔尺寸的30倍，立方体的高不小于开孔尺寸的10倍；

步骤102：在立方体模型上、下两块水平金属板上施加电位10V，中间带孔金属板施加电位0V；

步骤103：在立方体模型中介质材料设定为真空，即相对介电常数为1。

3.根据权利要求1所述一种小孔电极化系数的提取方法，其特性在于：所述步骤3中还包括确定适用于计算的电场强度观测范围的步骤，该步骤包括以下步骤：

步骤301：确定开孔的一维最大尺寸，定义为开孔的几何图形上相距最远的两个点之间的距离，并将该一维最大尺寸的5倍作为步骤3中电场强度观测距离的下限；

步骤302：确定屏蔽体深度，定义为屏蔽体开孔表面与其平行相对表面之间的距离，并将该屏蔽体深度的一半作为步骤3中电场强度观测距离的上限。