微波源机箱内线缆的电磁干扰仿真研究

摘要

为了适应现代通信技术的飞速发展，不同电子系统之间、各仪器设备之间和各电路模块之间的连接网络日益复杂、配置密度日益增长、线缆的种类和数量日益增多，各线缆间的串扰、干扰源与线缆间的耦合使生活的电磁环境变得错综复杂。研究与线缆相关的串扰和耦合问题，对于线缆间的电磁干扰预测具有非常重要的工程价值。
　　大功率微波源内线缆繁多，线缆间的串扰和耦合问题突出。本文针对屏蔽腔体内线缆的串扰和电磁耦合问题进行仿真模拟，分析其线缆的串扰和耦合规律，在此基础上，初步探索了工业上用于产生大功率微波能、型号为WY3S-06的3kw微波源线缆串扰和电磁耦合的抑制方法，从而为微波源的电磁干扰分析提供理论依据。
　　首先本文从传输线理论出发，建立线缆串扰和电磁耦合模型，讨论了线缆产生串扰和电磁耦合的原理。并对传输线矩阵法进行了分析和推导。利用基于传输线矩阵法、电路分析方法和全波算法的电磁仿真软件，建立集总激励下传输线的传导和串扰模型，以及电磁波照射下屏蔽腔体内传输线的耦合模型，得到端接负载上的瞬态响应，并与实验结果、传统算法结果以及文献结果进行对比，验证仿真软件用于模拟线缆串扰和耦合问题的可行性和正确性。
　　然后，模拟并分析了微波源中集总激励下线缆的串扰问题。通过对微波源内部电路模块和机箱几何结构进行合理简化，利用该仿真软件，建立微波源屏蔽机箱模型，模型内部电路模块之间通过线缆进行连接，仿真分析线缆上通有不同类型波形和不同强度的干扰信号以及不同终端负载三种情况下线缆串扰规律。针对产生的串扰，通过设计滤波器，初步探索了线缆串扰的抑制措施。
　　最后，模拟并分析了微波源磁控管电磁泄漏对线缆的耦合问题。微波源内主要干扰源-磁控管结构比较复杂，直接建模和仿真计算比较困难。以简单圆柱谐振腔结构等效为磁控管，采用电磁仿真软件，建立圆柱谐振腔孔辐射和线辐射模型，研究该结构的电磁泄漏特性。将该谐振腔结构引入到微波源屏蔽机箱结构中作为辐射源，仿真分析该辐射源作用下的微波源内部线缆的耦合规律。针对辐射比较大的问题，仿真设计了一种结构简单、易加工的防护装置，用于抑制圆柱谐振腔的电磁泄漏，从而为磁控管阴阳极输入线的电磁防护提供指导作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外现状分析

1．3 论文的主要工作和结构安排

第2章 传输线串扰与耦合的理论分析

2．1 传输线串扰模型的建立

2．2 传输线耦合模型的建立

2．3 传输线矩阵法

2．3．1 电容和电感的传输线模型

2．3．2 TLM法的推导

2．4 本章小节

第3章 传输线串扰与耦合的仿真研究

3．1 仿真思路与步骤

3．2 传输线串扰仿真研究

3．2．1 单导体传输线传导模型

3．2．2 多导线传输线串扰模型

3．3 传输线耦合仿真研究

3．3．1 多导体传输线的耦合模型

3．3．2 屏蔽体内多导体传输线的耦合模型

3．4 本章小节

第4章 微波源内线缆的串扰规律分析

4．1 微波源的建模

4．2 微波源内线缆的串扰分析

4．2．1 微波源内双线串扰研究

4．2．2 微波源内多线串扰研究

4．3 微波源内线缆串扰的防护

4．3．1 低通滤波器设计

4．3．2 双线串扰的抑制分析

4．3．3 微波源内双线串扰的抑制分析

4．4 本章小节

第5章 微波源内线缆的耦合规律分析

5．1 微波源内磁控管的电磁泄漏

5．2 电磁泄漏的模拟仿真

5．2．1 圆柱谐振系统的孔辐射

5．2．2 圆柱谐振系统的线辐射

5．3 微波源内线缆的耦合研究

5．3．1 辐射源与微波源内单线间的耦合

5．3．2 辐射源与微波源内多线间的耦合

5．4 磁控管的电磁防护

5．5 本章小节

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

攻读硕士学位期间参与的科研项目