非平行传输线的电磁干扰特性研究

摘要

导线是连接电子电气系统间重要的组成部分，用来传递和交换系统之间的能量和信息，在实际的电子系统导线布线情况中，设备之间的导线常常交错排布并以不等长、不平行的结构出现，当传输线上通有电流或受到外界电磁波产生感应电流时都会对其周围线缆产生一定串扰，导致传输线连接的电路和终端设备产生电磁干扰，因此本文将非平行结构的传输线电磁干扰特性作为研究目标，对保证电子电器系统的正常工作状态和预防电磁干扰具有重要的实际意义和研究价值。
　　首先，本文以传输线方程为基础，将导线的电磁干扰问题通过计算传输线瞬态响应的方式解决，以平行多导体传输线为模型，利用FDTD差分格式对时域传输线方程进行离散，从而得出计算平行传输线上瞬态响应的迭代公式。
　　其次，计算和分析了非平行结构传输线的串扰特性。考虑非平行传输线的结构特点，将其看作是多个平行传输线的级联，运用平行传输线理论，采用时域有限差分法得到非平行传输线上各节点的瞬态响应和分布参数计算公式，并通过算例，把FDTD计算程序与同一模型下商业仿真软件结果进行对比，从而验证了算法的有效性。利用非平行传输线的模型，分别分析了两线间的夹角β、两线离地高度h、线长l变化时对受扰线端接负载上串扰电压的影响。
　　最后，分析了非平行传输线在两种不同环境下的耦合特性。考虑到外界电磁波的照射，将其等效成非平行传输线上的分布源，同时建立不平行于地面传输线的模型，并给出了在外界电磁波照射下的FDTD迭代公式，从而得到非平行传输线上负载端的感应电流响应，将计算结果与仿真软件结果对比后验证了算法的有效性。然后同时分析了非平行传输线在自由空间和屏蔽腔体内均匀平面波照射下的耦合特性，分析了传输线近地端高度h、线长l、半径r、空间电磁波极化角α、夹角β、地面电导率σg变化时，RL负载分别变化时，RL侧产生感应电流和感应电压的变化，结果表明，由分布参数变化所引起的耦合特性变化在自由空间和屏蔽腔体的环境中相似。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要工作和结构安排

第2章 传输线的基本理论

2．1 引言

2．2 传输线方程的建立

2．2．1 含集总源的传输线路分析方法

2．2．2 含分布源的传输线场分析方法

2．3 传输线瞬态响应的时域研究法

2．3．1 贝杰龙法

2．3．2 特征法

2．3．3 微分求积法

2．3．4 矩阵有理逼近法

2．3．5 时域有限差分法

2．4 多导体传输线的时域有限差分法

2．5 传输线的分布参数求解

2．6 本章小结

第3章 非平行传输线的串扰特性分析

3．1 概述

3．2 非平行传输线的时域有限差分法

3．2．1 非平行传输线的模型及空间离散

3．2．2 非平行传输线的分布参数计算

3．2．3 非平行传输线方程的时域有限差分迭代公式

3．3 非平行传输线串扰模型的仿真分析

3．3．1 算法正确性验证

3．3．2 夹角α对非平行传输线串扰特性的影响

3．3．3 离地高度h对非平行传输线串扰特性的影响

3．3．4 线长l对非平行传输线串扰特性的影响

3．4 本章小结

第4章 外场激励下非平行传输线的耦合分析

4．1 概述

4．2 非平行传输线在外场激励下的计算

4．2．1 外场激励下的非平行传输线模型

4．2．2 外场激励下非平行传输线方程的迭代公式

4．2．3 入射场为均匀平面波的计算

4．3 非平行传输线在外场激励下的耦合分析

4．3．1 算法正确性验证

4．3．2 自由空间下非平行传输的线耦合分析

4．3．3 屏蔽腔体内非平行传输线的耦合分析

4．4 本章小结

全文总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文