Die Ergebnisse werden mit denen des Artikels "EMI from Cavity Modes of Shielding Enclosures - FDTD Modeling and Measurements" von Li et. al. verglichen [1]. Die Arbeit erschien in der Februar 2000 Ausgabe der IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility.
Der erste Schritt bei der Anwendung von XFdtd auf das Problem besteht darin, die Kasten-, Schlitz- und Drahtgeometrie zu bilden. Die Innenabmessungen des Kastens und des Schlitzes sind in Abbildung 1 [1] mit 22 x 14 x 30 cm und 12 x 0,1 cm angegeben, wobei sich der Schlitz 0,2 cm über der unteren Innenfläche des leitenden Kastens befindet. Die geschlitzte Wand des Kastens ist 0,05 cm dick. Abbildung 1 wurde von Li, et al.
Abbildung 1: Schematische Darstellung des Gehäuses und des Schlitzes im Papier.
Der Hohlkasten wurde in XF geformt, indem zunächst ein massiver Kasten erstellt wurde, der den Innenabmessungen des Papiers entspricht. Dann wurde eine Schalenoperation angewendet, die fünf 0,635 cm dicke Wände und eine offene Seite erzeugte. Die offene Seite wurde mit einer 0,05 cm dicken Wand bedeckt und der Schlitz wurde mit einer Booleschen Operation hinzugefügt. Schließlich wurde der Innenleiter des Drahtes mit einer Extrudieroperation hinzugefügt. Abbildung 2 zeigt das fertige Modell in XF.
Abbildung 2: Modell in XF.
Die Höhe des Schlitzes und die Dicke der Wände lassen sich mit der automatischen Gitterfunktion von XF, die das Hauptnetz so anpasst, dass kleine Merkmale der Geometrie genau erfasst werden, leicht auflösen. Die Mindestzellengrößen wurden auf 0,1 cm und 0,05 cm in den Richtungen festgelegt, die den Schlitz und die dünne Wand enthalten, und die automatische Merkmalsextraktion wurde aktiviert, die Gitterlinien an den Positionen der Schlitz- und Wandkanten platzierte.
Das Modell wurde durch Anlegen einer breitbandigen Wellenform an die Spannungsquelle am oberen Ende des Drahtes angeregt. Die Quelle hatte einen Widerstand von 50 Ohm. An der Unterseite des Drahtes wurde ein 47-Ohm-Widerstand angebracht. Schließlich wurde ein breitbandiger elektrischer Feldsensor entlang der -X-Achse angebracht und eine Simulation durchgeführt.
In einem Nachbearbeitungsschritt wurde die Eingangswellenform so skaliert, dass sie der in der Arbeit beschriebenen konstanten verfügbaren Leistung von 2,5 nW entspricht. In den Abbildungen 3 und 4 werden die simulierten Ergebnisse mit Abbildung 4 [1] aus der Veröffentlichung verglichen.
Abbildung 5 ist eine Momentaufnahme im Zeitbereich, die die Felder zeigt, wie sie von dem dünnen Schlitz nach außen strahlen.
Abbildung 3: Vergleich der abgegebenen Leistung mit der Frequenz.
Abbildung 4: Vergleich der elektrischen Felder in 3 Metern Entfernung mit der Frequenz.
Abbildung 5: Vom Schlitz abstrahlende elektrische Felder im Zeitbereich.
Referenz
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Li, Nuebel, Drewniak, DuBroff, Hubing, und Van Doren. "EMI from Cavity Modes of Shielding Encolsures - FDTD Modeling and Measurements". IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Bd. 42, S. 29-38, Feb. 2000.
