CN111965458B - 一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统。本发明采用屏蔽效能测试系统测量的方式确定边缘效应的临界尺寸，并利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能，实现了平面状周期开孔屏蔽体的边缘效应产生的边界的确定及边缘效应产生的边界的范围内的屏蔽效能的准确地计算。

Description

一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统

技术领域

本发明涉及屏蔽效能预测技术领域，特别涉及一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统。

背景技术

在复杂的电磁环境下，电磁屏蔽可用于衰减空间电磁场的强度，从而起到抑制电磁干扰、控制电磁环境指标、保护敏感设备和人身健康的作用。低频磁场屏蔽广泛应用于无线传能、电动汽车、电磁感应加热、核磁共振、大容量电气和电力电子装置等技术领域。带平面状周期开孔屏蔽体，由于其具有可视化高、散热好、用材少、质量轻等优点，在对于电磁屏蔽效果要求不是很高的场合具有应用优势。

当场点和平面板中心均位于发射天线轴线上，磁场主要经由金属板以及开孔穿透，有限尺寸平面板可视为无限大平面板，而当场点逐渐偏离平面板中心位置，磁场可能由边缘泄露，此处将该情况称为边缘效应。如何确定平面状周期开孔屏蔽体的边缘效应产生的边界及对边缘效应产生的边界的范围内的屏蔽效能进行准确地计算，对于不同应用场景的平面状周期开孔屏蔽体的选择和设计，及应用效果的预测具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统，以实现平面状周期开孔屏蔽体的边缘效应产生的边界的确定及边缘效应产生的边界的范围内的屏蔽效能的准确地计算。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定方法包括如下步骤：

以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系；

在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；

采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；

根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能。

可选的，多个所述x轴测量场点分别为：(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)，(-0.4l,0,z₀)；

多个所述y轴测量场点分别为：(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)，(0,-0.4d,z₀)；

其中，l为平面板在x轴方向的长度，d为平面板在y轴方向的长度，z₀为发射天线与屏面板的垂直距离。

可选的，所述根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域，具体包括：

将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域。

可选的，所述利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能，具体包括：

利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；其中，SE₁为第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能，SE₂为第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能；

判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能。

可选的，第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率；

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定系统，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定系统包括：

坐标系建立模块，用于以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系；

测量场点选取模块，用于在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；

屏蔽效能测量模块，用于采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；

屏蔽效能变化曲线建立模块，用于根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

有效作用区域确定模块，用于根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

屏蔽效能计算模块，用于利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能。

可选的，多个所述x轴测量场点分别为：(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)，(-0.4l,0,z₀)；

多个所述y轴测量场点分别为：(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)，(0,-0.4d,z₀)；

其中，l为平面板在x轴方向的长度，d为平面板在y轴方向的长度，z₀为发射天线与屏面板的垂直距离。

可选的，所述有效作用区域确定模块，具体包括：

有效作用区域确定子模块，用于将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域。

可选的，所述屏蔽效能计算模块，具体包括：

临界频率计算子模块，用于利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；其中，SE₁为第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能，SE₂为第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能；

判断子模块，用于判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；

第一屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

第二屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能。

可选的，第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率；

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法，所述屏蔽效能确定方法包括如下步骤：以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系；在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能。本发明采用屏蔽效能测试系统测量的方式确定边缘效应的临界尺寸，并利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能，实现了平面状周期开孔屏蔽体的边缘效应产生的边界的确定及边缘效应产生的边界的范围内的屏蔽效能的准确地计算。

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为本发明提供的一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法的流程图；

图2为本发明具体实施例提供的z₀＝0.1m时，屏蔽效能随横向尺寸x的变化曲线图；

图3为本发明具体实施例提供的z₀＝0.1m时，有效作用区域示意图；

图4为本发明具体实施例提供的z₀＝0.15m时，屏蔽效能随横向尺寸x的变化曲线图；

图5为本发明具体实施例提供的z₀＝0.15m时，有效作用区域示意图；

图6为本发明具体实施例提供的z₀＝0.2m时，屏蔽效能随横向尺寸x的变化曲线图；

图7为本发明具体实施例提供的z₀＝0.2m时，有效作用区域示意图；

图8为本发明具体实施例提供的z0＝0.25m时，屏蔽效能随横向尺寸x的变化曲线图；

图9为本发明具体实施例提供的z0＝0.25m时，有效作用区域示意图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法及系统，以实现平面状周期开孔屏蔽体的边缘效应产生的边界的确定及边缘效应产生的边界的范围内的屏蔽效能的准确地计算。

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发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定方法包括如下步骤：

步骤101，以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系。

低频磁场由平行于平面板放置的环形的发射天线产生，以平面板两条相互垂直的边的方向为x、y方向，发射天线轴线为z方向，建立坐标轴，采集平面板x方向长度l、y方向宽度d、场点距发射天线垂直距离z₀，发射天线激发频率。

步骤102，在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点。

将发射天线轴线和平面板中心对齐，基于步骤101中采集到的数据l、d，z₀，测量场点为(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)，(-0.4l,0,z₀)的屏蔽效能，得到沿x方向屏蔽效能；测量场点为(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)，(0,-0.4d,z₀)的屏蔽效能，得到沿y方向屏蔽效能。

步骤103，采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值。

步骤103具体包括：将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域。

基于步骤102中测量得到的x、y方向各个场点的屏蔽效能，分别作出屏蔽效能随x、y变化的曲线，屏蔽效能随着x、y的增大均是先上升，再保持稳定，后下降，曲线中的上升、下降阶段为边缘效应起作用的区域，上升、下降阶段和稳定阶段交界处的x、y为临界尺寸。

步骤104，根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

步骤105，根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

步骤106，利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能。

步骤106所述利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能，具体包括：利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能。

第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率。

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

具体的，临界尺寸范围内场点的屏蔽效能为相同距离下，发射天线轴线上场点的屏蔽效能，屏蔽效能计算方法如下：

相应材料的实心板在环形天线激励下的屏蔽效能SE₁＝10log₁₀{1+[ωμ₀μ_rσt(a²+z₀ ²)/6z₀]²}，ω表示角频率，ω＝2πf，μ₀表示真空磁导率，，μ_r表示相对磁导率，σ表示平面板电导率，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到场点的垂直距离。

相应开孔条件下，周期开孔PEC导体板的屏蔽效能

其中α_m表示磁化系数，不同开孔形状的α_m不同。S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个横向开孔的距离，d₂表示相邻的两个纵向开孔的距离。

取SE₁＝SE₂+5dB处的频率为临界频率f_c，当f<f_c，屏蔽效能为SE₁，当f≥f_c，屏蔽效能为SE₂。

本发明还提供一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定系统，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定系统包括：

坐标系建立模块，用于以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系。

测量场点选取模块，用于在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；

多个所述x轴测量场点分别为：(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)，(-0.4l,0,z₀)；

多个所述y轴测量场点分别为：(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)，(0,-0.4d,z₀)；

其中，l为平面板在x轴方向的长度，d为平面板在y轴方向的长度，z₀为发射天线与屏面板的垂直距离。

屏蔽效能测量模块，用于采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；

屏蔽效能变化曲线建立模块，用于根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

有效作用区域确定模块，用于根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

所述有效作用区域确定模块，具体包括：有效作用区域确定子模块，用于将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域。

屏蔽效能计算模块，用于利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能。

所述屏蔽效能计算模块，具体包括：临界频率计算子模块，用于利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；断子模块，用于判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；第一屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；第二屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能。

第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率；

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

本发明还提供了如下具体的实施例以说明本发明的技术效果：

本次优选实施例所用的平面板尺寸为1m×1m，周期单元边长d₁＝d₂＝2cm，厚度为1mm，开孔形状为圆形，开孔半径r＝0.5cm，材料为铝板。施加的磁场由半径a为6cm的环形天线产生，电流为1A，频率为200kHz，以垂直发射环所在平面为z轴建立坐标系，观测点坐标为(x₀,y₀,z₀)。该实施例的情况下，f_c＝25kHz，对于圆形开孔，α_m＝4r³/3。由于实施例x、y方向尺寸对称，所以仅计算单个方向即可，以采用x方向为例进行分析。

当z₀＝0.1m，实验所得屏蔽效能随x的变化由图2实线所示，由图2可得，稳定阶段为x₀∈(-0.35m,0.35m)，根据对称性可得，y₀∈(-0.35m,0.35m)也为稳定阶段，所以临界尺寸为x＝0.35m，x＝-0.35m，y＝0.35m，y＝-0.35m。对于如图3所示灰色区域，即x₀∈(-0.35m,0.35m)，y₀∈(-0.35m,0.35m)，z₀＝0.1m范围内的场点，其屏蔽效能根据中轴线上场点的屏蔽效能进行计算，实验结果和计算结果(图2中的虚线)的比较如图2所示。

当z₀＝0.15m，实验所得屏蔽效能随x的变化由图4实线所示，由图4可得，稳定阶段为x₀∈(-0.275m,0.275m)，根据对称性可得，y₀∈(-0.275m,0.275m)也为稳定阶段，所以临界尺寸为x＝0.275m，x＝-0.275，y＝0.275，y＝-0.275。对于如图5所示灰色区域，即x₀∈(-0.275m,0.275m)，y₀∈(-0.275m,0.275m)，z₀＝0.15m范围内的场点，其屏蔽效能根据中轴线上场点的屏蔽效能进行计算，实验结果和计算结果(图4中的虚线)的比较如图4所示。

当z₀＝0.2m，实验所得屏蔽效能随x的变化由图6实线所示，由图6可得，稳定阶段为x₀∈(-0.2m,0.2m)，根据对称性可得，y₀∈(-0.2m,0.2m)也为稳定阶段，所以临界尺寸为x＝0.2m，x＝-0.2m，y＝0.2m，y＝-0.2m。对于如图7所示灰色区域，即x₀∈(-0.2m,0.2m)，y₀∈(-0.2m,0.2m)，z₀＝0.2m范围内的场点，其屏蔽效能根据中轴线上场点的屏蔽效能进行计算，实验结果和计算结果(图6中的虚线)的比较如图6所示。

当z₀＝0.25m，实验所得屏蔽效能随x的变化由图8实线所示，由图8可得，稳定阶段为x₀∈(-0.125m,0.125m)，根据对称性可得，y₀∈(-0.125m,0.125m)也为稳定阶段，所以临界尺寸为x＝0.125m，x＝-0.125m，y＝0.125m，y＝-0.125m。对于如图9所示灰色区域，即x₀∈(-0.125m,0.125m)，y₀∈(-0.125m,0.125m)，z₀＝0.25m范围内的场点，其屏蔽效能根据中轴线上场点的屏蔽效能进行计算，实验结果和计算结果(图8中的虚线)的比较如图8所示。

从图2、4、6、8可以看出，该临界尺寸确定方法有效，且临界尺寸范围内，可以采用发射天线中轴线上场点的屏蔽效能来计算区域内场点的屏蔽效能。

本发明提出了一种平面状周期开孔屏蔽体磁屏蔽的边缘效应临界尺寸确定方法，获取屏蔽体的结构参数、发射环参数以及磁场频率，根据屏蔽效能测试实验，确定边缘效应影响区域。确定边缘效应影响区域，在区域内场点的屏蔽效能采用发射天线中轴线上场点的屏蔽效能进行计算。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

Claims (4)

1.一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法，其特征在于，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定方法包括如下步骤：

以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线的方向为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系；

在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；

采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；

根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

所述根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域，具体包括：

将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域；

利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能；

所述利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能，具体包括：

利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；其中，SE₁为第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能，SE₂为第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能；

判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率；

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

2.根据权利要求1所述的平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定方法，其特征在于，多个所述x轴测量场点分别为：(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)和(-0.4l,0,z₀)；

多个所述y轴测量场点分别为：(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)和(0,-0.4d,z₀)；

其中，l为平面板在x轴方向的长度，d为平面板在y轴方向的长度，z₀为发射天线与屏面板的垂直距离。

3.一种平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定系统，其特征在于，所述平面状周期开孔屏蔽体包括：平行设置的周期开孔的平面板和环形的发射天线，发射天线的轴线与平面板的中心对齐；所述屏蔽效能确定系统包括：

坐标系建立模块，用于以所述平面板的两条相互垂直的边的方向分别为x轴方向和y轴方向，以发射天线的轴线为z轴方向，以平面板的中心为原点，建立坐标系；

测量场点选取模块，用于在x轴方向选取多个x轴测量场点，在y轴方向选取多个y轴测量场点；

屏蔽效能测量模块，用于采用屏蔽效能测试系统分别测量每个所述x轴测量场点和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能，获得每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值和每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值；

屏蔽效能变化曲线建立模块，用于根据每个所述x轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立x轴屏蔽效能变化曲线；根据每个所述y轴测量场点的屏蔽效能测量值，建立y轴屏蔽效能变化曲线；

有效作用区域确定模块，用于根据所述x轴屏蔽效能变化曲线和所述y轴屏蔽效能变化曲线，确定平面状周期开孔屏蔽体的不产生边缘效应的有效作用区域；

所述有效作用区域确定模块，具体包括：

有效作用区域确定子模块，用于将x轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围和y轴屏蔽效能变化曲线的上升区域与平稳区域的转折点到平稳区域与下降区域的转折点之间的范围确定为不产生边缘效应的有效作用区域；

屏蔽效能计算模块，用于利用发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算方法计算有效作用区域的屏蔽效能；

所述屏蔽效能计算模块，具体包括：

临界频率计算子模块，用于利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式和第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式，计算满足公式SE₁＝SE₂+5dB的激发频率作为临界频率；其中，SE₁为第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能，SE₂为第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算得到的屏蔽效能；

判断子模块，用于判断发射天线的激发频率是否小于所述临界频率，获得判断结果；

第一屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示是，则利用第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

第二屏蔽效能计算子模块，用于若所述判断结果表示否，则利用第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式计算有效作用区域的屏蔽效能；

第一发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，j为虚数单位，λ为积分变量，μ_r表示平面板材料的相对磁导率，ω表示发射天线的激发角频率，ω＝2πf，f表示发射天线的激发频率，μ₀表示真空磁导率，ε₀表示真空介电常数，J₁表示第一类1阶贝塞尔函数，a表示发射天线半径，z₀表示发射天线到平面板的垂直距离，t表示平面板厚度，σ表示平面板的电导率；

第二发射天线轴线上场点的屏蔽效能计算公式为：

其中，α_m表示磁化系数，S表示周期单元面积，S＝d₁d₂，d₁表示相邻的两个开孔的横向距离，d₂表示相邻的两个开孔的纵向距离。

4.根据权利要求3所述的平面状周期开孔屏蔽体的屏蔽效能确定系统，其特征在于，多个所述x轴测量场点分别为：(0.1l,0,z₀)，(0.2l,0,z₀)，(0.3l,0,z₀)，(0,4l,0,z₀)，(-0.1l,0,z₀)，(-0.2l,0,z₀)，(-0.3l,0,z₀)和(-0.4l,0,z₀)；

多个所述y轴测量场点分别为：(0，0.1d,z₀)，(0,0.2d,z₀)，(0,0.3d,z₀)，(0,0.4d,z₀)，(0,0.5d,z₀)，(0,-0.1d,z₀)，(0,-0.2d,z₀)，(0,-0.3d,z₀)和(0,-0.4d,z₀)；

其中，l为平面板在x轴方向的长度，d为平面板在y轴方向的长度，z₀为发射天线与屏面板的垂直距离。

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