CN111122987A - 一种磁场屏蔽效能预测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁场屏蔽效能预测方法及系统。该方法包括：根据无孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；根据开孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；生成频率‑无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线和生成频率‑开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线；将频率‑无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与频率‑开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率；开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率小于临界频率，根据频率‑无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；否则，根据频率‑开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。采用本发明的方法及系统，能够快速准确的预测屏蔽效能。

Description

一种磁场屏蔽效能预测方法及系统

技术领域

本发明涉及屏蔽效能预测技术领域，特别是涉及一种磁场屏蔽效能预测方法及系统。

背景技术

在工程应用中，为避免精密电气设备受到电磁干扰影响工作性能甚至损坏寿命，通常加设电磁屏蔽装置。实际应用时，考虑到散热和引线连接的问题，常常需要在屏蔽装置中开设孔、缝，这使得屏蔽装置的屏蔽效能有所下降。对于开孔屏蔽板的磁场(频率小于1MHz的磁场)屏蔽效能的求解，现有方法中，解析法难以得到有限电导率开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能解析式；数值仿真方法在模型准确度、计算速度方面存在不足；实测方法受实验条件限制且速度慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁场屏蔽效能预测方法及系统，能够快速且准确的预测出磁场的屏蔽效能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种磁场屏蔽效能预测方法，所述方法应用于效能预测装置；

所述效能装置包括无孔屏蔽装置和开孔屏蔽装置；

所述无孔屏蔽装置包括无孔屏蔽板、第一发射天线和第一接收天线；所述无孔屏蔽板位于所述第一发射天线和所述第一接收天线中间；所述无孔屏蔽板用于屏蔽第一发射天线产生的磁场，所述第一接收天线接收穿透所述无孔屏蔽板的磁场；

所述开孔屏蔽装置包括开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线；所述开孔屏蔽板位于所述第二发射天线和所述第二接收天线中间；所述开孔屏蔽板用于屏蔽第二发射天线产生的磁场，所述第二接收天线接收穿透所述开孔屏蔽板的磁场；

所述方法包括：

获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述无孔屏蔽装置参数包括所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离、所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和所述第一发射天线参数；

根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述开孔屏蔽装置参数包括所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离、所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和所述第二发射天线参数；

根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

判断所述磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，返回步骤“获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率”；若全部获取完，则根据所述预设磁场频率和所述无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据所述预设磁场频率和所述开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线；

将所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率；

获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率；

判断所述待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于所述临界频率；若小于所述临界频率，根据所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；若大于或等于所述临界频率，根据所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

可选的，所述根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，具体包括：

根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离，z1₀表示所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示所述无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

可选的，所述根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，具体包括：

根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时所述第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在所述第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离，z2₀表示所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

可选的，

所述无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板；所述无孔屏蔽板、所述第一发射天线和所述第一接收天线共轴；

所述开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板；所述开孔屏蔽板设有一个开孔，所述开孔的中心、所述第二发射天线的中心和所述第二接收天线的中心位于同一条直线，并且所述开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。

本发明还提供一种磁场屏蔽效能预测系统，包括：

第一获取模块，用于获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述无孔屏蔽装置参数包括所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离、所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和所述第一发射天线参数；

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，用于根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

第二获取模块，用于获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述开孔屏蔽装置参数包括所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离、所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和所述第二发射天线参数；

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，用于根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

第一判断模块，用于判断所述磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，将指令发送至所述第一获取模块；若全部获取完，则将指令发送至磁场屏蔽效能关系曲线生成模块；

磁场屏蔽效能关系曲线生成模块，用于根据所述预设磁场频率和所述无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据所述预设磁场频率和所述开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线；

临界频率确定模块，用于将所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率；

第三获取模块，用于获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率；

第二判断模块，用于判断所述待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于所述临界频率；若小于所述临界频率，将指令发送至第一屏蔽效能预测模块；若大于或等于所述临界频率，将指令发送至第二屏蔽效能预测模块；

第一屏蔽效能预测模块，用于根据所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；

第二屏蔽效能预测模块，用于根据所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

可选的，无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，具体包括：

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离，z1₀表示所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示所述无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

可选的，开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，具体包括：

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时所述第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在所述第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离，z2₀表示所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

可选的，

所述无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板；所述无孔屏蔽板、所述第一发射天线和所述第一接收天线共轴；

所述开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板；所述开孔屏蔽板设有一个开孔，所述开孔的中心、所述第二发射天线的中心和所述第二接收天线的中心位于同一条直线，并且所述开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种磁场屏蔽效能预测方法及系统，根据无孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，根据开孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，根据预设磁场频率和无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据预设磁场频率和开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，将频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率，待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率小于临界频率，根据频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率大于或等于临界频率，根据频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。通过将有限电导率无孔实心金属屏蔽板与零电阻开孔屏蔽板的屏蔽效能解析公式相结合，得到有限电导率开孔屏蔽板的屏蔽效能预测曲线，从而准确快速进行屏蔽效能预测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中无孔屏蔽装置示意图；

图2为本发明实施例中开孔屏蔽装置示意图；

图3为本发明实施例中低频磁场屏蔽效能预测方法流程图；

图4为本发明实施例中低频磁场屏蔽效能预测系统结构图；

图5为本发明实施例中有限电导率开孔屏蔽装置示意图；

图6为本发明实施例中a＝1.5cm，z＝5cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图；

图7为本发明实施例中a＝1.5cm，z＝5cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图；

图8为本发明实施例中第一曲线对比图；

图9为本发明实施例中a＝2cm，z＝5cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图；

图10为本发明实施例中a＝2cm，z＝5cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图；

图11为本发明实施例中第二曲线对比图；

图12为本发明实施例中a＝1.5cm，z＝7cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图；

图13为本发明实施例中a＝1.5cm，z＝7cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图；

图14为本发明实施例中第三曲线对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种磁场屏蔽效能预测方法及系统，能够快速且准确的预测出磁场的屏蔽效能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

本实施例提供了一种磁场屏蔽效能预测方法，该方法应用于效能预测装置，效能装置包括无孔屏蔽装置和开孔屏蔽装置。图1为无孔屏蔽装置示意图，图2为开孔屏蔽装置示意图，如图1-2所示，

无孔屏蔽装置包括无孔屏蔽板、第一发射天线和第一接收天线(图1中示出了第一接收天线的测点)；无孔屏蔽板位于第一发射天线和第一接收天线中间；无孔屏蔽板用于屏蔽第一发射天线产生的磁场，第一接收天线接收穿透无孔屏蔽板的磁场。无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板(金属屏蔽板的电阻不为0，电导率有限)；无孔屏蔽板、第一发射天线和第一接收天线共轴。无孔屏蔽板厚度为t1，第一发射天线与无孔屏蔽板的距离为z1₀，第一接收天线与无孔屏蔽板的距离为z1，第一发射天线的半径为r_c1。

开孔屏蔽装置包括开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线(图2中示出了第二接收天线的测点)。开孔屏蔽板位于第二发射天线和第二接收天线中间；开孔屏蔽板用于屏蔽第二发射天线产生的磁场，第二接收天线接收穿透开孔屏蔽板的磁场。开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板(开孔PEC屏蔽板)，PEC为理想电导体(电导率无穷大，电阻为0)，英文全称为Perfect Electric Conductor；开孔屏蔽板设有一个开孔，开孔的中心、第二发射天线的中心和第二接收天线的中心位于同一条直线，并且开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。开孔半径为a，开孔PEC屏蔽板厚度为t2，第二发射天线半径为r_c2，第二发射天线与开孔屏蔽板的距离为z2，第二接收天线与开孔屏蔽板的距离为z2₀。

图3为本发明实施例中低频磁场屏蔽效能预测方法流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤101：获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；无孔屏蔽装置参数包括第一发射天线与无孔屏蔽板的距离、第一接收天线与无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和第一发射天线参数。

步骤102：根据无孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能。

根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示第一接收天线与无孔屏蔽板的距离，z1₀表示第一发射天线与无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

步骤103：获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；开孔屏蔽装置参数包括第二发射天线与开孔屏蔽板的距离、第二接收天线与开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和第二发射天线参数。

步骤104：根据开孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能。

根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示第二接收天线与开孔屏蔽板的距离，z2₀表示第二发射天线与开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

步骤105：判断磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，返回步骤101；若全部获取完，则执行步骤106。

步骤106：根据预设磁场频率和无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据预设磁场频率和开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线。

步骤107：将频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率。

步骤108：获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率。

步骤109：判断待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于临界频率；若小于临界频率，执行步骤110；若大于或等于临界频率，执行步骤111。

步骤110：根据频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

步骤111：根据频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

磁场穿透屏蔽体时存在两种机制，一为穿过屏蔽材料本身的透射，二为透过屏蔽体上的孔、缝及屏蔽体边缘的透射。当频率较低(频率小于1MHz)时，以第一种透射为主，开孔半径较小时对金属板的屏蔽效能影响较小，此时有限电导率带开孔的金属屏蔽板的磁场屏蔽效能近似等于有限电导率实心金属板的磁场屏蔽效能；频率较高(频率大于1MHz)时，以第二种透射方式为主，小孔部分的透射作用对屏蔽板的磁场屏蔽效能起主要影响作用，金属板部分由于涡流以及趋肤效应的存在，透射作用很小，对磁场的屏蔽作用接近理想导体。所以当待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率f＜临界频率f₀时，根据频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；当f＞f₀时，根据频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测，二者结合，得到的新曲线作为有限电导率开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能曲线。本发明提供的方法适合任何有限电导率开孔金属板的磁场屏蔽效能预测，只要计算出该开孔金属板所对应的不开孔实心金属板和开孔PEC屏蔽板的磁场屏蔽效能，绘出曲线，通过曲线组合即可得到准确的有限电导率开孔屏蔽板磁场屏蔽效能预测曲线。

图4为本发明实施例中低频磁场屏蔽效能预测系统结构图，如图4所示，该系统包括：

第一获取模块201，用于获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；无孔屏蔽装置参数包括第一发射天线与无孔屏蔽板的距离、第一接收天线与无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和第一发射天线参数。

无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板；无孔屏蔽板、第一发射天线和第一接收天线共轴；开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板；开孔屏蔽板设有一个开孔，开孔的中心、第二发射天线的中心和第二接收天线的中心位于同一条直线，并且开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块202，用于根据无孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能。

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块202，具体包括：

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示第一接收天线与无孔屏蔽板的距离，z1₀表示第一发射天线与无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

第二获取模块203，用于获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；开孔屏蔽装置参数包括第二发射天线与开孔屏蔽板的距离、第二接收天线与开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和第二发射天线参数。

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块204，用于根据开孔屏蔽装置参数和预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能。

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块204，具体包括：

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示第二接收天线与开孔屏蔽板的距离，z2₀表示第二发射天线与开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

第一判断模块205，用于判断磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，将指令发送至第一获取模块201；若全部获取完，则将指令发送至磁场屏蔽效能关系曲线生成模块206。

磁场屏蔽效能关系曲线生成模块206，用于根据预设磁场频率和无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据预设磁场频率和开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线。

临界频率确定模块207，用于将频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率。

第三获取模块208，用于获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率。

第二判断模块209，用于判断待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于临界频率；若小于临界频率，将指令发送至第一屏蔽效能预测模块210；若大于或等于临界频率，将指令发送至第二屏蔽效能预测模块211。

第一屏蔽效能预测模块210，用于根据频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

第二屏蔽效能预测模块211，用于根据频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

图5所示为有限电导率开孔屏蔽装置示意图，如图5所示，发射天线、接收天线(测点)与有限电导率开孔屏蔽板的中心开孔共轴，发射天线半径为r_c，屏蔽板厚度为t，开孔半径为a，电导率为σ，测点与屏蔽板距离为z，发射天线与屏蔽板距离为z₀。发射天线的环形线圈中通入大小为I的交变电流，以产生磁场(频率小于1MHz的磁场)。

按表1所示参数进行屏蔽效能的预测与实际测量，在固定z₀＝5cm，r_c＝6cm，t＝1mm的条件下，改变开孔半径a和屏蔽板到接收天线的距离z。

表1三组参数

(1)对于开孔半径a＝1.5cm的铝板，测点与屏蔽板距离z＝5cm

利用开孔PEC磁场屏蔽效能公式计算该条件下的磁场屏蔽效能SE2＝64.85dB，由于计算SE2的公式中不涉及变量频率，计算出的磁场屏蔽效能为固定常数，画出的开孔PEC磁场屏蔽效能曲线为常值函数图像，因此，可以得到一条恒为64.85dB的常值函数曲线。a＝1.5cm，z＝5cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图如图6所示，a＝1.5cm，z＝5cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图如图7所示。对所得屏蔽效能预测曲线进行实验验证，在与上述条件相同的情况下进行实验，测量不同频点的有限电导率开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，将实验所得的屏蔽效能曲线绘出，第一曲线对比图如图8所示，可以看出预测曲线与实测曲线吻合良好。

(2)对于开孔半径a＝2cm的铝板，测点与屏蔽板距离z＝5cm

利用开孔PEC磁场屏蔽效能公式计算该条件下的磁场屏蔽效能SE2＝52.36dB，可以得到一条恒为52.36dB的常值函数曲线。a＝2cm，z＝5cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图如图9所示，a＝2cm，z＝5cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图如图10所示。对所得屏蔽效能预测曲线进行实验验证，在与上述条件相同的情况下进行实验，测量不同频点的有限电导率开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，将实验所得的屏蔽效能曲线绘出，第二曲线对比图如图11所示，可以看出预测曲线与实测曲线吻合良好。

(3)对于开孔半径a＝1.5cm的铝板，测点与屏蔽板距离z＝7cm

利用开孔PEC磁场屏蔽效能公式计算该条件下的磁场屏蔽效能SE2＝72.89dB，因此可以得到一条恒为72.89dB的常值函数曲线。a＝1.5cm，z＝7cm时实心金属板磁场屏蔽效能曲线示意图如图12所示，a＝1.5cm，z＝7cm时开孔金属板磁场屏蔽效能预测曲线示意图如图13所示。对所得屏蔽效能预测曲线进行实验验证，在与上述条件相同的情况下进行实验，测量不同频点的有限电导率开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，将实验所得的屏蔽效能曲线绘出，第三曲线对比图如图14所示，可以看出预测曲线与实测曲线吻合良好。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种磁场屏蔽效能预测方法，其特征在于，所述方法应用于效能预测装置；

所述效能装置包括无孔屏蔽装置和开孔屏蔽装置；

所述无孔屏蔽装置包括无孔屏蔽板、第一发射天线和第一接收天线；所述无孔屏蔽板位于所述第一发射天线和所述第一接收天线中间；所述无孔屏蔽板用于屏蔽第一发射天线产生的磁场，所述第一接收天线接收穿透所述无孔屏蔽板的磁场；

所述开孔屏蔽装置包括开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线；所述开孔屏蔽板位于所述第二发射天线和所述第二接收天线中间；所述开孔屏蔽板用于屏蔽第二发射天线产生的磁场，所述第二接收天线接收穿透所述开孔屏蔽板的磁场；

所述方法包括：

获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述无孔屏蔽装置参数包括所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离、所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和所述第一发射天线参数；

根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述开孔屏蔽装置参数包括所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离、所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和所述第二发射天线参数；

根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

判断所述磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，返回步骤“获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率”；若全部获取完，则根据所述预设磁场频率和所述无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据所述预设磁场频率和所述开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线；

将所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率；

获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率；

判断所述待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于所述临界频率；若小于所述临界频率，根据所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；若大于或等于所述临界频率，根据所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

2.根据权利要求1所述的磁场屏蔽效能预测方法，其特征在于，所述根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，具体包括：

根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离，z1₀表示所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示所述无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

3.根据权利要求2所述的磁场屏蔽效能预测方法，其特征在于，所述根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，具体包括：

根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时所述第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在所述第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离，z2₀表示所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

4.根据权利要求3所述的磁场屏蔽效能预测方法，其特征在于，

所述无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板；所述无孔屏蔽板、所述第一发射天线和所述第一接收天线共轴；

所述开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板；所述开孔屏蔽板设有一个开孔，所述开孔的中心、所述第二发射天线的中心和所述第二接收天线的中心位于同一条直线，并且所述开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。

5.一种磁场屏蔽效能预测系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取无孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述无孔屏蔽装置参数包括所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离、所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离、无孔屏蔽板结构参数和所述第一发射天线参数；

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，用于根据所述无孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

第二获取模块，用于获取开孔屏蔽装置参数和磁场频率序列中的一个预设磁场频率；所述开孔屏蔽装置参数包括所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离、所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离、开孔屏蔽板结构参数和所述第二发射天线参数；

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，用于根据所述开孔屏蔽装置参数和所述预设磁场频率计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能；

第一判断模块，用于判断所述磁场频率序列中的预设磁场是否全部获取完；若未全部获取完，将指令发送至所述第一获取模块；若全部获取完，则将指令发送至磁场屏蔽效能关系曲线生成模块；

磁场屏蔽效能关系曲线生成模块，用于根据所述预设磁场频率和所述无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线，同时根据所述预设磁场频率和所述开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能生成频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线；

临界频率确定模块，用于将所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线与所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线的交点确定为临界频率；

第三获取模块，用于获取待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率；

第二判断模块，用于判断所述待预测的开孔屏蔽板屏蔽效能对应的磁场频率是否小于所述临界频率；若小于所述临界频率，将指令发送至第一屏蔽效能预测模块；若大于或等于所述临界频率，将指令发送至第二屏蔽效能预测模块；

第一屏蔽效能预测模块，用于根据所述频率-无孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测；

第二屏蔽效能预测模块，用于根据所述频率-开孔屏蔽板磁场屏蔽效能关系曲线进行屏蔽效能预测。

6.根据权利要求5所述的磁场屏蔽效能预测系统，其特征在于，无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，具体包括：

无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE1表示无孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，μ_r表示磁导率，k表示积分变量，τ₀表示自由空间传播常数，J₁表示1阶贝塞尔函数，r_c1表示第一发射天线半径，z1表示所述第一接收天线与所述无孔屏蔽板的距离，z1₀表示所述第一发射天线与所述无孔屏蔽板的距离，C表示中间变量，τ表示屏蔽板中的传播常数，t表示所述无孔屏蔽板的厚度，ω表示角频率，ω＝2πf，f表示预设磁场频率，μ₀表示真空磁导率，σ表示屏蔽板导电率，ε₀表示真空介电常数。

7.根据权利要求6所述的磁场屏蔽效能预测系统，其特征在于，开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算模块，具体包括：

开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能计算单元，用于根据如下公式计算开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能：

其中，

式中，SE2表示开孔屏蔽板的磁场屏蔽效能，B₁表示未设置开孔屏蔽板时所述第二接收天线的磁感应强度；B₂表示设置开孔屏蔽板后在所述第二接收天线处的磁感应强度，r_c2表示第二发射天线半径，z2表示所述第二接收天线与所述开孔屏蔽板的距离，z2₀表示所述第二发射天线与所述开孔屏蔽板的距离，I表示第二发射天线通入的电流，a表示开孔半径。

8.根据权利要求7所述的磁场屏蔽效能预测系统，其特征在于，

所述无孔屏蔽板为实心金属屏蔽板；所述无孔屏蔽板、所述第一发射天线和所述第一接收天线共轴；

所述开孔屏蔽板为零电阻开孔屏蔽板；所述开孔屏蔽板设有一个开孔，所述开孔的中心、所述第二发射天线的中心和所述第二接收天线的中心位于同一条直线，并且所述开孔屏蔽板、第二发射天线和第二接收天线共轴。

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