[发明专利]一种在平面电磁波激励下的传输线缆耦合响应检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在平面电磁波激励下的传输线缆耦合响应检测方法，属于电磁兼容技术领域。

背景技术

在电气或电子设备中，传输线缆(电缆或导线)用于连接不同的两个设备形成一个场—路耦合系统(参见图1所示)，在场—路耦合系统中传输线缆用于实现设备之间能量与信息的有效传输。随着数字设备和集成电路的广泛应用，电子设备对空间电磁场特别敏感，空间电磁场通过传输线缆的电磁耦合作用产生的电磁干扰一直受到人们的广泛关注。

目前对于场—线耦合系统的分析，采用的方法主要分为直接基于Maxwell方程的时域有限差分和基于传输线模型两类。前者是从Maxwell方程出发直接求解传输线缆边值问题。这类方法在理论上是严格的，但是其在实际应用中对计算时间和内存要求严格。后者是通过分析传输线缆建立起一组等效的传输线方程。目前比较成熟的基于Maxwell方程推导描述外界电磁场对传输线缆的耦合传输线模型有三种：Taylor模型，Agrawal模型和Rachidi模型。这三种模型的共同缺陷是在复杂电磁环境中耦合解析过程及计算比较繁琐。

《系统仿真学报》在2008年3月第20卷第6期中公开了一种“平面波对传输线耦合响应的仿真研究”，在该文献中的图2说明了一种入射平面波激励的双线传输线。在Agrawal传输线模型的基础上，本领域也将文献图2称作“场—路耦合系统”的等效电路模型。

发明内容

本发明的目的是提出一种在平面电磁波激励下的传输线缆耦合响应检测方法，该耦合响应检测方法依据入射平面电磁波的频谱结构、场—线耦合物理模型、等效电路模型，通过比较入射平面电磁波的频率f₀所对应的波长λ₀和传输线缆长度l满足的模型关系，分别得到低频集总参数模型和高频分布参数模型H(E₀，f_i，l，d，α，ψ，φ)；然后对H(E₀，f_i，l，d，α，ψ，φ)输出的电流响应进行叠加而得到的传输线缆耦合响应。本发明公开的传输线缆耦合响应检测方法可以用于预测任意入射平面电磁波激励下传输线缆上的耦合情况，并快速的得到传输线缆上的电流响应，为设备级和系统级电磁兼容设计提供了信息参考。

本发明是一种在平面电磁波激励下的传输线缆耦合响应检测方法，该传输线缆响应检测包括有平面电磁波的频谱结构(1)、场—线耦合物理模型(2)、等效电路模型(3)，其特征在于：还包括有模型判断单元(4)、低频模型处理单元(5)、高频模型单元(6)和电流叠加单元(7)。

所述的平面电磁波的频谱结构(1)用于输出入射波波长λ₀给模型判断单元(3)；

所述的场—线耦合物理模型(2)用于输出传输线缆长度l给模型判断单元(3)；

所述的等效电路模型(3)用于输出导线感应的电压给低频模型处理单元(5)；

所述的模型判断单元(4)中存储有两个判断条件，一是低频模型关系为l<λ₀/4，二是高频模型关系为l≥λ₀/4；模型判断单元(4)采用判断条件对接收的入射波波长λ₀、传输线缆长度l进行判别，从而得到是低频集总参数模型还是高频分布参数模型H(E₀，f_i，l，d，α，ψ，φ)；

所述的低频模型处理单元5用于输出第一电流响应I_低给电流叠加单元(7)；

所述的高频模型单元(6)用于输出第二电流响应I_高给电流叠加单元(7)；

所述的电流叠加单元(7)对接收的I_低和I_高采用电流叠加原理即可得到线缆耦合响应I，即I＝I_低+I_高。

本发明在平面电磁波激励下的传输线缆耦合响应检测方法的优点在于：

(1)、基于“路”和传输线理论，不需要考虑复杂的边界条件，简化了场—线耦合物理模型的分析；

(2)、在高频分布参数模型H(E₀，f_i，l，d，α，ψ，φ)中，把入射平面电磁波连续频段的电流响应简化为入射平面电磁波峰值响应频率点和其对应的起点和终点的电流响应的加权，且在高频分布参数模型H(E₀，f_i，l，d，α，ψ，φ)中，对于单一频率点电流响应的获得不需要经过傅里叶反变换就可得到时域结果，大大减小了计算量；