腔体结构可用于阻挡电磁能量传输,是电子产品抑制电磁干扰、防止能量泄露的重要手段。由于通风散热、装配及数据传输的需要,腔体结构上不可避免的存在孔阵、缝隙及线缆等各类电磁耦合通道,它们是影响腔体电磁屏蔽性能的重要因素。为了快速准确分析腔体上电磁耦合通道对屏蔽性能的影响,本文研究了电磁耦合通道的等效建模方法,提出一种计算电磁耦合的解析方法。本文的主要研究内容及创新点有:(1)基于小孔尺寸效应的孔阵等效建模方法研究。孔阵是腔体最常见的后门电磁耦合通道,是造成腔体电磁干扰的重要途径。由于组成孔阵的小孔数量众多且与腔体总体尺寸相差很大,跨尺度效应导致模型网格数量巨大,特别是在复杂腔体的电磁特性分析中,可能由于存在大量小孔而导致整机仿真无法进行。为此,本文提出一种孔阵等效建模方法,该方法在保证等效前后腔体内场分布相同条件下,将孔阵等效为单孔,可以显著简化建模过程,降低网格数量。同时,该方法可对Robinson模型进行改进。原始Robinson模型只是将各个小孔的阻抗进行线性叠加,计算出的屏蔽效能误差较大,利用本文方法改进的Robinson模型在计算孔阵腔体屏蔽效能时精确有明显提高。(2)基于转移阻抗的缝隙等效建模方法研究。缝隙是腔体上另一种常见的后门耦合通道,由缝隙引起的电磁干扰也不容忽视。由于缝隙具有非常大的长宽比,分网时需要在缝隙处加密网格,导致模型网格数量巨大。本文提出一种基于转移阻抗的缝隙等效建模方法,可在保持仿真精度的前提下,将缝隙宽度扩展5倍,以缓解仿真时间与精度的矛盾。在此基础上分析缝隙参数对腔体屏蔽效能的影响,并提出在缝隙处填充导电橡胶、在腔体内填充损耗介质的方法,可有效抑制缝隙电磁耦合和腔体谐振,可在腔体内部形成一个非常干净的电磁空间。(3)基于负载阻抗的复杂线缆束等效建模方法研究。腔体上不可避免的存在供电或信号线缆,线缆是典型的前门耦合通道。由于线缆横截面尺寸远小于电磁波波长,因此可以用集中参数电路模型来求解线缆的响应,但是线缆长度又往往和传播电磁波波长相比拟,为了计算的准确又需要运用电磁场理论来研究场线耦合。由于“路”方法的局限性,而“场”方法又太过复杂,为此本文从“路”的角度提出一种复杂线缆束等效建模方法,然后利用“场”的方法对简化的线缆模型进行数值分析。通过数值仿真对比,显示该方法可明显简化复杂线缆束的建模过程、降低模型规模,以方便后续的场线耦合分析。(4)基于模式匹配及BLT方程的腔体电磁耦合计算方法研究。孔腔耦合和场线耦合是电磁耦合计算的典型问题,本文基于模式匹配及BLT方程理论,提出一种计算带孔阵腔体内传输线电磁耦合的解析计算方法。将外部激励源对腔体内传输线的耦合分解为孔腔耦合和场线耦合两个过程,腔体内任意点的场强由模式匹配理论及矩量法计算得到,腔体内的场线耦合由Agrawal模型构建BLT方程进行计算。与测试数据对比得出,模式匹配理论可以准确计算腔体内部电磁场。与CST数值仿真数据对比得到,该方法可以准确计算任意入射波激励下线缆终端负载上的电流响应且计算效率高,可用于腔体内场线耦合的研究。本文提出的腔体结构电磁耦合通道等效建模和计算方法可用于电子产品结构设计阶段的电磁兼容仿真和分析。同时,本文研究的诸多电磁耦合通道结构参数对腔体电磁兼容特性的影响规律,可为电子产品电磁兼容测试及结构整改提供理论依据。