机电设备互连线缆电磁干扰建模及计算方法研究
发布时间：2021-08-24 17:28
互连线缆是机电设备传递信号和能量的载体,是实现设备功能不可或缺的组成部分。线缆的天线效应使其成为设备产生电磁干扰的主要途径,是系统电磁兼容问题的主要根源之一。为此,本文对线缆电磁干扰建模及计算方法进行了系统研究,以期为机电设备互连线缆的电磁兼容分析提供理论依据及建模方法。具体研究内容如下:（1）单芯屏蔽线缆电磁辐射干扰及屏蔽效能计算方法研究本文提出了一种计算屏蔽线缆芯线电流产生的电磁辐射及屏蔽效能的解析方法。基于kley转移阻抗模型,建立芯线电流和屏蔽层电流的函数关系式,利用偶极子近似方法建立屏蔽层电流的电磁辐射模型。根据线缆屏蔽效能的定义,推导出屏蔽效能与转移阻抗之间的数学关系,并分析了线缆基本参数对屏蔽效能的影响。通过商业软件CST和屏蔽效能测试对解析方法进行了验证。（2）多芯屏蔽线束电磁干扰简化建模方法研究对于复杂线束EMC问题,本文将多根芯线的线束模型简化为不多于4根芯线的线束模型。根据线束终端阻抗在史密斯阻抗圆图中位置分布情况,对多导体线束进行了分类组合。由全模型与简化模型分布参数间的转换关系,得到简化线束模型分布参数。利用圆柱形屏蔽结构内分布参数计算公式,推导出简化模型截面...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【图文】：
飞机和汽车内部互连线缆分布示意图
(a) (b)图 1-5 多芯屏蔽线缆实物与示意模型。(a) 实物模型；(b) 示意模型（3）线缆串扰及临界布线间距计算方法研究不同线缆间由于分布电容和电感的存在，使得线上传输信号通过近场耦合在邻近线缆上产生串扰，如图 1-6 所示。推导了双导体线缆串扰值计算公式，数值算例验证了公式的正确性。通过对串扰计算公式的重新定义，推导出串与布线间距的关系函数，并得到串扰随间距变化规律的曲线。根据该函数定串扰曲线上的临界点及临界分布间距，并利用串扰耦合机理解释了临界布线的物理含义。通过实验对临界布线间距计算公式进行了验证。L1Vs干扰源负载+-+-RsRL分布电容CL2分布电感L电子设备1电子设备2
图 2-3 RG58 屏蔽线转移阻抗解析计算与 CST 模型值可知，在整个分析频段内，解析计算与 CST 自带文推导公式的正确性，为后续线缆电磁辐射及屏蔽线缆电磁辐射计算与验证缆模型示，屏蔽线缆的结构通常包括外层护套、屏蔽层、蔽线缆利用屏蔽层的电磁反射、吸收及趋肤效应，线上，同时阻止芯线信号向外辐射，因此具有良好外层护套绝缘层屏蔽层R
【参考文献】：
期刊论文
[1]共模电流扫描法在汽车电子部件电磁辐射预测中的研究与应用[J]. 贾晋,赖志达,王瑞妙,汪泉弟. 电工技术学报. 2018(08)
[2]基于Implicit Wendroff差分格式的汽车线束导线串扰时域瞬态响应分析[J]. 王天皓,高印寒,高乐,安占扬,马喜来,杨开宇. 吉林大学学报(工学版). 2017(02)
[3]等效线束法在汽车线束时域辐射敏感度分析中的应用[J]. 高印寒,安占扬,王举贤,王天皓,刘长英,张俊东. 吉林大学学报(工学版). 2015(03)
[4]基于偶极子近似方法的互联电缆辐射场研究[J]. 孟进,唐健,李毅,肖欢,何方敏. 电工技术学报. 2014(07)
[5]船舶线束寄生参数和串扰动态变化估计[J]. 王瑞宝,周诚祥. 中国修船. 2013(02)
[6]屏蔽电缆转移阻抗时域测量方法研究[J]. 张琦,石立华,周颖慧,邵志学. 电波科学学报. 2011(04)
[7]变频空调压缩机电机高频参数的提取[J]. 陈名,孙旭东,黄立培. 清华大学学报(自然科学版). 2011(01)
[8]国外电磁兼容仿真软件发展概述[J]. 肖卫东,潘涵. 装备环境工程. 2010(02)
博士论文
[1]场线耦合的感应电流分布特性及抑制研究[D]. 邱日强.西南交通大学 2018
[2]汽车线束串扰及其动态特性的预测研究[D]. 安占扬.吉林大学 2015
[3]复杂传输线网络耦合建模与分析方法研究[D]. 王为.国防科学技术大学 2013
[4]基于电磁拓扑的矩形腔孔缝耦合分析与计算[D]. 李颖.国防科学技术大学 2012
[5]电磁脉冲与舰船典型结构之间电磁相互作用的混合FDTD方法研究[D]. 王健.上海交通大学 2012
[6]汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D]. 郑亚利.重庆大学 2011
[7]汽车线束寄生参数和串扰预测研究[D]. 王瑞宝.吉林大学 2011
[8]瞬态电磁拓扑理论及其在电子系统电磁脉冲效应中的应用[D]. 谢海燕.清华大学 2010
[9]通信系统中电磁脉冲效应的混合仿真方法和作用机理研究[D]. 刘其凤.上海交通大学 2010
[10]TDIE/FDTD混合法及其在时域电磁场分析中的应用[D]. 王海彬.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]互连线缆电磁辐射计算方法研究[D]. 张冰雪.电子科技大学 2018
[2]线缆束耦合效应不确定性的仿真分析[D]. 王天昊.哈尔滨工业大学 2016
[3]线缆串扰耦合模型方法研究[D]. 蒋元涛.东南大学 2016
[4]动车组高压布线的电磁兼容性研究[D]. 冯麟淞.北京交通大学 2016
[5]基于电磁拓扑的机箱屏蔽特性分析方法研究[D]. 罗静雯.电子科技大学 2016
[6]汽车线束串扰和电磁辐射敏感度的时域分析[D]. 张俊东.吉林大学 2015
[7]基于电磁拓扑理论的多屏蔽层电子系统电磁特性研究[D]. 赵磊.华北电力大学 2015
[8]机箱电磁分析中连接附件的等效及影响[D]. 杨福荣.西安电子科技大学 2014
[9]电缆屏蔽效能的评估与分析[D]. 陈渊硕.上海交通大学 2014
[10]汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D]. 颜小栩.重庆大学 2014
本文编号：3360419
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【图文】：
飞机和汽车内部互连线缆分布示意图
(a) (b)图 1-5 多芯屏蔽线缆实物与示意模型。(a) 实物模型；(b) 示意模型（3）线缆串扰及临界布线间距计算方法研究不同线缆间由于分布电容和电感的存在，使得线上传输信号通过近场耦合在邻近线缆上产生串扰，如图 1-6 所示。推导了双导体线缆串扰值计算公式，数值算例验证了公式的正确性。通过对串扰计算公式的重新定义，推导出串与布线间距的关系函数，并得到串扰随间距变化规律的曲线。根据该函数定串扰曲线上的临界点及临界分布间距，并利用串扰耦合机理解释了临界布线的物理含义。通过实验对临界布线间距计算公式进行了验证。L1Vs干扰源负载+-+-RsRL分布电容CL2分布电感L电子设备1电子设备2
图 2-3 RG58 屏蔽线转移阻抗解析计算与 CST 模型值可知，在整个分析频段内，解析计算与 CST 自带文推导公式的正确性，为后续线缆电磁辐射及屏蔽线缆电磁辐射计算与验证缆模型示，屏蔽线缆的结构通常包括外层护套、屏蔽层、蔽线缆利用屏蔽层的电磁反射、吸收及趋肤效应，线上，同时阻止芯线信号向外辐射，因此具有良好外层护套绝缘层屏蔽层R
【参考文献】：
期刊论文
[1]共模电流扫描法在汽车电子部件电磁辐射预测中的研究与应用[J]. 贾晋,赖志达,王瑞妙,汪泉弟. 电工技术学报. 2018(08)
[2]基于Implicit Wendroff差分格式的汽车线束导线串扰时域瞬态响应分析[J]. 王天皓,高印寒,高乐,安占扬,马喜来,杨开宇. 吉林大学学报(工学版). 2017(02)
[3]等效线束法在汽车线束时域辐射敏感度分析中的应用[J]. 高印寒,安占扬,王举贤,王天皓,刘长英,张俊东. 吉林大学学报(工学版). 2015(03)
[4]基于偶极子近似方法的互联电缆辐射场研究[J]. 孟进,唐健,李毅,肖欢,何方敏. 电工技术学报. 2014(07)
[5]船舶线束寄生参数和串扰动态变化估计[J]. 王瑞宝,周诚祥. 中国修船. 2013(02)
[6]屏蔽电缆转移阻抗时域测量方法研究[J]. 张琦,石立华,周颖慧,邵志学. 电波科学学报. 2011(04)
[7]变频空调压缩机电机高频参数的提取[J]. 陈名,孙旭东,黄立培. 清华大学学报(自然科学版). 2011(01)
[8]国外电磁兼容仿真软件发展概述[J]. 肖卫东,潘涵. 装备环境工程. 2010(02)
博士论文
[1]场线耦合的感应电流分布特性及抑制研究[D]. 邱日强.西南交通大学 2018
[2]汽车线束串扰及其动态特性的预测研究[D]. 安占扬.吉林大学 2015
[3]复杂传输线网络耦合建模与分析方法研究[D]. 王为.国防科学技术大学 2013
[4]基于电磁拓扑的矩形腔孔缝耦合分析与计算[D]. 李颖.国防科学技术大学 2012
[5]电磁脉冲与舰船典型结构之间电磁相互作用的混合FDTD方法研究[D]. 王健.上海交通大学 2012
[6]汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D]. 郑亚利.重庆大学 2011
[7]汽车线束寄生参数和串扰预测研究[D]. 王瑞宝.吉林大学 2011
[8]瞬态电磁拓扑理论及其在电子系统电磁脉冲效应中的应用[D]. 谢海燕.清华大学 2010
[9]通信系统中电磁脉冲效应的混合仿真方法和作用机理研究[D]. 刘其凤.上海交通大学 2010
[10]TDIE/FDTD混合法及其在时域电磁场分析中的应用[D]. 王海彬.西安电子科技大学 2007
硕士论文
[1]互连线缆电磁辐射计算方法研究[D]. 张冰雪.电子科技大学 2018
[2]线缆束耦合效应不确定性的仿真分析[D]. 王天昊.哈尔滨工业大学 2016
[3]线缆串扰耦合模型方法研究[D]. 蒋元涛.东南大学 2016
[4]动车组高压布线的电磁兼容性研究[D]. 冯麟淞.北京交通大学 2016
[5]基于电磁拓扑的机箱屏蔽特性分析方法研究[D]. 罗静雯.电子科技大学 2016
[6]汽车线束串扰和电磁辐射敏感度的时域分析[D]. 张俊东.吉林大学 2015
[7]基于电磁拓扑理论的多屏蔽层电子系统电磁特性研究[D]. 赵磊.华北电力大学 2015
[8]机箱电磁分析中连接附件的等效及影响[D]. 杨福荣.西安电子科技大学 2014
[9]电缆屏蔽效能的评估与分析[D]. 陈渊硕.上海交通大学 2014
[10]汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D]. 颜小栩.重庆大学 2014
本文编号：3360419
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