互连线缆电磁辐射计算方法研究

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互连线缆作为电子设备间信号传输、能量传递的纽带,是实现系统功能不可或缺的部分,同时也是辐射干扰的主要来源,往往会对周围的电磁环境造成显著的影响。对于壳体屏蔽完好的电子设备,线缆辐射通常是系统辐射超标的主要原因,因此关于互连线缆电磁辐射计算方法的研究十分重要。本文基于传输线及偶极子理论,针对非连续和非均匀两种类型的互连线缆电磁辐射计算方法,开展了以下内容的研究:(1)非连续贯穿线缆电磁辐射计算方法研究。该方法在计算模型中考虑了连接器在互连线缆中对信号传输的影响,将设备内部线缆、电连接器以及设备间的互连线缆看作相互级联的二端口网络。建立非连续贯穿线缆的传输参数模型,结合终端条件求解链参方程来确定线缆的端电压和端电流,进一步求得线缆上各点的电流分布,最终得到非连续贯穿线缆的电磁辐射,并利用数值仿真验证了计算方法的正确性。(2)弯曲非均匀线缆电磁辐射计算方法研究。该方法将均匀传输线理论进一步拓展,对弯曲非均匀线缆进行分析计算。对弯曲非均匀线缆进行建模,将其看成为各个均匀单元的级联。分析线上不同位置处的分布参数,并根据非均匀传输线的链参数矩阵近似求解线缆上的电流分布。随后基于偶极子天线理论计算弯曲线缆的空间辐射场,并验证了该计算方法的正确性。利用架空线缆模型,研究了离地高度、线缆长度及半径等不同参数对弯曲线缆电磁辐射的影响。(3)导线随机分布的非均匀线束电磁辐射计算方法研究。将弯曲非均匀线缆的电磁辐射计算方法推广至导线随机分布的非均匀线束的电磁辐射计算中。考虑了线束内导线位置的随机性,首先利用Matlab软件生成服从高斯分布的随机位置,用样条插值法确定导线的位置。然后将非均匀线束作为具有分布参数的多导体传输线进行处理,将其看作是均匀子段线束的级联。通过假设导线子段之间的换位,简化线束分布参数矩阵的计算,进而求解非均匀多导体传输线方程。最后将每一子段线束产生的辐射场叠加,得到内含随机分布导线的非均匀线束电磁辐射,并通过数值仿真验证了该方法的正确性。
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