王 志，汪 青

1 引言

在信號(hào)處理中，可以說(shuō)加窗處理是一個(gè)必經(jīng)的過(guò)程，漢明窗就是信號(hào)窗口的一種.我們?yōu)榱顺浞掷肍DTD方法與優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)對(duì)腔體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬與仿真，從根本上克服腔體諧振對(duì)FDTD方法迭代時(shí)間步的增加，本文引入漢明窗技術(shù)，對(duì)電場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行濾波，從而使得電場(chǎng)信號(hào)無(wú)需衰減到很小（時(shí)間步數(shù)急劇增加）也可以得到更準(zhǔn)確的SE結(jié)果，這可以減少仿真時(shí)間，并提高FDTD方法的計(jì)算效率.

2 漢明窗技術(shù)

離散時(shí)間信號(hào)在實(shí)踐中總是受到限制的，因此，不可避免地要遇到數(shù)據(jù)截?cái)嗟膯?wèn)題.在信號(hào)處理中，通過(guò)將序列與窗函數(shù)相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)離散序列的截?cái)?漢明窗具體公式如下：

其頻譜函 WHm(ejω)

其幅度函數(shù)WHmg(ω)

當(dāng)N≥1時(shí)，其可近似表示為

3 漢明窗在屏蔽效能中的應(yīng)用

3.1 漢明窗技術(shù)精度驗(yàn)證

我們數(shù)值驗(yàn)證的第一種幾何結(jié)構(gòu)，金屬外殼上僅有一個(gè)水平的縫隙，沒(méi)有加載細(xì)線天線.計(jì)算區(qū)域用立方網(wǎng)格來(lái)進(jìn)行離散化.其中Δx=Δy=Δz=1cm，時(shí)間步長(zhǎng)為Δt=Δx/(2c0).為了節(jié)約仿真時(shí)間，在所有仿真過(guò)程中數(shù)據(jù)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換過(guò)程中都用到漢明窗.縫隙的寬度是0.5cm.圖1是Modal/MoM法計(jì)算出來(lái)的SE和文獻(xiàn)中的測(cè)量結(jié)果.比較這兩個(gè)結(jié)果可以看到本論文提出來(lái)改進(jìn)FDTD算法比模匹配/矩量法（Modal/MoM）算法要更精確些.在最低SE水平對(duì)應(yīng)的頻率f≈707MHZ.在該頻率處TM110模式在矩形金屬屏蔽體中被激發(fā)出來(lái).

圖1 SE結(jié)果比較

可以明確的發(fā)現(xiàn)FDTD算法比矩量法要吻合實(shí)際測(cè)量值，所以說(shuō)FDTD算法要更精確些.

3.2 典型機(jī)箱結(jié)構(gòu)屏蔽效能計(jì)算

對(duì)于高功率脈沖，我們主要采用表面開(kāi)孔的方式來(lái)提高通信系統(tǒng)的屏蔽效能.本文中，我們主要分析表面采用周期性的細(xì)縫和矩形開(kāi)槽情況下，機(jī)箱或機(jī)柜的屏蔽效能和內(nèi)場(chǎng)分布情況，具體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及尺寸如圖2和3所示.結(jié)構(gòu)1的幾何參數(shù)是 ：d=13mm,L1=L3=356mm，L2=150mm，L4=38mm，L5=74mm，L6=38mm，L7=46mm，L8=85mm，L9=3mm，L10=85mm，L11=85mm，L12=49mm.結(jié)構(gòu) 2的幾何參數(shù)是 ：d=13mm,L1=L3=356mm，L2=150mm，L4=23mm，L5=25mm，L6=25mm，L7=34mm，L8=23mm，L9=50mm，L10=20mm，L11=70mm，L12=70mm，L13=34mm.

圖2 箱體表面采用周期形的細(xì)縫選擇表面(結(jié)構(gòu)1)

圖3 箱體表面采用周期形的矩形選擇表面(結(jié)構(gòu)2)

圖4 和5給出了機(jī)箱中心的電場(chǎng)分量隨時(shí)間變化的曲線，可以看出采用兩種不同結(jié)構(gòu)時(shí)電場(chǎng)的三個(gè)分量依然隨時(shí)間振蕩十分嚴(yán)重，但是和原來(lái)的結(jié)構(gòu)在同樣的條件下的耦合電磁場(chǎng)相比，采用結(jié)構(gòu)1時(shí)電場(chǎng)的分量下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，采用結(jié)構(gòu)2時(shí)電場(chǎng)幅度為原來(lái)的三分之一左右.圖6給出了結(jié)構(gòu)1、2和原結(jié)構(gòu)屏蔽效能的比較，采用結(jié)構(gòu)1時(shí)箱體屏蔽效能提高20分貝以上，采用結(jié)構(gòu)2時(shí)箱體屏蔽效能提高了8分貝以上.

圖4 表面采用周期形的細(xì)縫結(jié)構(gòu)的內(nèi)場(chǎng)分布

圖5 表面采用周期形的矩形結(jié)構(gòu)的內(nèi)場(chǎng)分布

圖6 屏蔽效能對(duì)比

4 結(jié)論

文中通過(guò)對(duì)屏蔽腔體的電磁脈沖耦合效應(yīng)研究，利用屏蔽效能(SE)參數(shù)對(duì)其屏蔽特性進(jìn)行了評(píng)析.我們主要考察了開(kāi)細(xì)縫和矩形孔縫情況下矩形屏蔽腔體對(duì)應(yīng)的屏蔽效能，重點(diǎn)研究了將漢明窗技術(shù)引入屏蔽效能FDTD方法仿真中，可大大降低FDTD方法的迭代時(shí)間，提高仿真效率.

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，腔體開(kāi)縫結(jié)構(gòu)和取向會(huì)影響屏蔽效能.這與腔體表面的電流分布密切相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)縫結(jié)構(gòu)要比矩形結(jié)構(gòu)的屏蔽效能好很多，在同樣開(kāi)縫面積的情況下，矩形口要優(yōu)于圓形口.