基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法技术

本发明专利技术属于电磁传输技术领域，具体是非理想金属表面，具体涉及基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法。基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法，包括以下步骤：(1)确定非理想金属表面形貌误差信息；(2)建立非理想金属表面形貌误差模型；(3)在非理想金属表面两端接入电流源；(4)计算两相邻波峰之间的等效电容值；(5)计算两相邻波峰之间的等效电阻值；(6)计算两相邻波峰之间的电压值；(7)计算整个非理想表面的位移电流值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁传输
，具体是非理想金属表面，具体涉及基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法。
技术介绍
电子装备结构的表面形貌是衡量电子装备整体质量水平的重要技术性能指标之一，它不仅直接影响电子装备的结构刚强度，还影响电子装备的口面效率、方向图的主瓣宽度和副瓣电平。而针对现有的加工制造工艺水平，金属表面不可能做到绝对光滑，会存在小尺度表面粗糙度，同时电子装备复杂的工作环境及自身重量也会导致其结构表面发生大尺度变形，因此电子装备结构表面是一种典型的非理想金属表面。目前金属表面电磁传输理论的研究方面，大多只考虑了传导电流的存在，针对非理想金属表面，表面形貌对电磁传输性能的影响机理研究方面，也基本只考虑了传导电流的影响作用。关于传导电流的计算方法及其对电磁传输性能的影响机理研究，理论方面已经相当成熟，研究方法也很丰富，计算结果也非常稳定。基于电子装备表面形貌对其电性能的影响机理研究成果，表面形貌的精度要求通常与其工作频率有关，工作频率越高，对表面精度的要求就越严苛，一般要求表面精度是工作波长的1/16～1/32。当电子装备的工作频段提高至千兆赫兹，非理想表面的形貌轮廓起伏周期与波长可以相比拟，这时不但要考虑传导电流，位移电流的存在也变得不容忽视。工作频率越高，介电常数越大，电阻率越大，位移电流相对传导电流在总电流里所占的比例越大，反之则传导电流影响较大。因此，对于高频电子装备而言，针对非理想金属表面位移电流计算方法的研究是十分必要的。目前常用的位移电流计算方法是高频电磁法，既考虑了传导电流又考虑了位移电流，它能够同时利用介质的电阻率和介电常数性质，在工程和环境浅层探测中具有巨大的作用。采用高频计算方法，虽然可确定位移电流值，利用高密度采样算法计算归一化电磁响应，通过对不同的电阻率、介电常数等地电参数的模拟，分析高频电磁场响应的曲线特征以及定量地分析位移电流对电磁响应的影响，说明位移电流在电磁正反演中的重要性。但是上述理论的提出是根据地电模型给出的，针对的工作频率是10MHz，远远低于高频电子装备的工作频率，因此将高频电磁法直接应用到电子装备表面位移电流的计算存在着不妥之处。高频电磁法的基本计算思路为，使用自由空间的一次场减去归一化总磁场就得到归一化后的电磁响应，这种等效的计算方法虽然可以得到位移电流对电磁场的影响效应，但是并不能直接得到位移电流值。因为不能直接应用于现有电磁传输理论的修正。第三，高频电磁法的理论基础为统计方法，统计方法虽可应用，但并没有与电子装备实际工况相结合，因实际工况中电子装备的结构表面误差包含随机误差和系统误差，两种误差的产生机理、分布形式和对电性能的影响机理均不相同。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术公开了一种基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法。其能够修正现有非理想金属表面电磁传输理论，完善非理想表面形貌对电子装备电性能的影响机理，最终指导电子装备表面的加工、制造和设计，从而放松表面精度要求，改善电子装备表面质量，最终提高电子装备的整体性能水平。技术方案：基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法，包括以下步骤：(1)确定非理想金属表面形貌误差信息；(2)建立非理想金属表面形貌误差模型；(3)在非理想金属表面两端接入电流源；(4)计算两相邻波峰之间的等效电容值；(5)计算两相邻波峰之间的等效电阻值；(6)计算两相邻波峰之间的电压值；(7)计算整个非理想表面的位移电流值。作为本专利技术中基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法的一种优选方案：步骤(1)包括：(11)确定非理想金属表面材料的电导率、磁导率、介电常数和工作频率；(12)对该非理想金属表面进行力学分析，施加载荷，采用结构的刚度方程得到结构位移信息{δ本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定非理想金属表面形貌误差信息；(2)建立非理想金属表面形貌误差模型；(3)在非理想金属表面两端接入电流源；(4)计算两相邻波峰之间的等效电容值；(5)计算两相邻波峰之间的等效电阻值；(6)计算两相邻波峰之间的电压值；(7)计算整个非理想表面的位移电流值。

【技术特征摘要】
1.基于方波模型的非理想金属表面位移电流计算方法，其特征
在于，包括以下步骤：
(1)确定非理想金属表面形貌误差信息；
(2)建立非理想金属表面形貌误差模型；
(3)在非理想金属表面两端接入电流源；
(4)计算两相邻波峰之间的等效电容值；
(5)计算两相邻波峰之间的等效电阻值；
(6)计算两相邻波峰之间的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，徐志超，谢楷，黄进，宋立伟，周金柱，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61