[发明专利]一种直角地面上方线缆束终端串扰的快速预测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种线缆束终端串扰快速预测方法，尤其涉及一种对直角地面上方线缆束终端串扰问题的快速预测方法。

背景技术：

等效线束法（Equivalent Cable Bundle Method,ECBM）是一种高效分析大量线缆组成线束的电磁兼容性方法，它首先由Guillaume Andrieu等人在2008年提出，并应用于汽车内部线缆束收到外界电磁信号耦合时线缆束共模电流的提取问题。其基本思想是当外界电磁信号耦合到线缆束上时，线缆束中的共模电流远大于差模电流，因此可根据线缆束中每根线缆的终端阻抗与线缆束共模特性阻抗的相对大小将所有线缆束分为四组或者更少。这样无论线缆束中线缆的数量多么庞大，类型多么复杂，最终均可简化成最多四根等效线缆的线缆束，大大简化了原有线缆束的形式，提高了仿真效率，其适用频率可达3GHz。但线缆束中线缆的短接阻抗仅限于实阻抗，使其应用受到很大限制。2009年，Guillaume Andrieu等人又将等效线束法进行了拓展，将其应用于复杂线缆束对外部空间的辐射问题中。2010年，B.Schetelig等人将等效线束法用于差分线受到外界电磁波照射时差分线中感应电流的计算中。

在国内，重庆大学的李永明副教授指导的2010届硕士研究生曾铉在其毕业论文中将等效线束法应用到汽车内线束的电磁辐射中，并取得了满意的效果。2010年南京航空航天大学的李茁等人提出了一种新的等效线束法并将其应用到复杂线缆束串扰耦合的分析中，该方法既可以分析线缆束中任意两根线缆之间的串扰耦合，又可以分析单一线缆与其他线缆束中任一线缆之间的串扰耦合，同时还能分析两线缆束中任意两根线缆之间的串扰耦合。但是，其中线缆的端接负载也只限于实阻抗，线缆束的排布仅限于一条直线，端接激励信号的频率也限于1GHz及以下。2011年，李茁等人又提出了一种广义等效线束法，该方法将原有等效线束法的适用范围进一步拓展，可计算端接阻抗为任意复阻抗时的共模电流、共模辐射和串扰耦合等。2012年，李茁课题组又将该方法成功用于汽车线缆的电磁兼容性评估中。同年，李茁课题组又将等效线束法拓展应用于圆柱腔体内多导体线缆束的串扰耦合预估中，进一步拓展了等效线束法的应用范围。

国内外学者的研究表明，等效线束法实用有效，应用几乎涵盖了线束电磁兼容性分析的所有领域，包括线束的传导敏感度、辐射敏感度和串扰耦合分析等，但存在端接阻抗的有限性、复杂网络的适用性不强等问题。尽管如此，其核心思想仍使其在分析复杂布线系统电磁兼容性时远优于其它算法。

发明内容：

发明目的：本发明解决的是直角地面上方线缆束终端串扰的预测问题，本发明提出了一种直角地面上方线缆束终端串扰的快速预测方法，该方法首先是结合多导体传输线和镜像法理论直接求得直角接地面上方多导体线缆束单位长度分布参数的解析公式，从而为传统等效线束法在此类问题中的应用解决了关键性的难题，从而极大地降低了此类问题中线缆束终端串扰问题的计算复杂度和计算机内存需求，提高了仿真预测速度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种直角地面上方线缆束终端串扰的快速预测方法，其特征在于该方法包括两个过程：

过程一：结合多导体传输线和镜像法理论求得直角接地平面上方多导体线缆束单位长度分布参数的解析计算公式，然后采用该解析公式得到原始线缆束的单位长度电感和电容参数矩阵；

过程二：采用等效线束法并结合过程一中单位长度分布参数的解析计算公式来实现直角接地平面上方多导体线缆束简化模型，再用多导体传输线网络方法仿真计算出直角地面上方线缆束简化后受扰线缆的近、远端时域串扰电压。

本发明采用上述技术方案具有如下有益效果：

1.本发明主要解决一种直角地面上方线缆束终端串扰的快速预测问题，尤其是结合多导体传输线和镜像法理论求得直角接地面上方多导体线缆束的单位长度电感和电容参数的解析结果，为传统等效线束法在该问题中的应用解决了关键性的难题，从而拓宽了等效线束法的应用领域和范围，为等效线束法的发展开辟了新的思路。