[发明专利]导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法

权利要求书

1.导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立双绞线近似周期交替反转模型，导线被两层不同介质包围，第一层为绝缘层，第二层为自由空间；获取双绞线内导体半径为r_w、绝缘层外半径为r_m、导电外壳内半径为r_s、绝缘层磁导率μ、绝缘层介电常数ε、有耗绝缘层损耗角δ、导线间的角度为θ_ij；

步骤2：提取每层介质区域电感矩阵L(INSUL)和L(FS)；

对于导线被圆形绝缘介质包围的情况，有μ＝μ₀，μ₀为自由空间磁导率，因此单位长度电感不受非均匀介质的影响，即与置于自由空间中的情形相同；将自由空间中、绝缘层中单位长度电感矩阵分别定义为L(FS)、L(INSUL)，使用镜像法来求取导线间寄生电感，导电外壳位于壳中心半径方向上处的镜像电流代替，d_i为第i根导线中心与外壳中心轴线间的距离；

绝缘介质中单位长度自电感和单位长度互电感为：

其中，s₁为导线i中心到导线j绝缘层外层A点的距离；s₂为导线i的镜像中心到导线j绝缘层外层A点的距离；s_ij为导线i中心到导线j中心的距离；s″为导线i的镜像中心到导线j中心的距离；

自由空间中单位长度自电感和单位长度互电感为：

其中，s′₁为导线i中心到理想导电外壳B点的距离；s′₂为导线i镜像中心到理想导电外壳B点的距离；

由l_ii(INSUL)、l_ij(INSUL)得到绝缘层中单位长度电感矩阵L(INSUL)；由l_ii(FS)、l_ij(FS)得到自由空间中的单位长度电感矩阵L(FS)；

步骤3：提取每层介质区域复电容矩阵和C(FS)；

将绝缘层、自由空间中的单位长度复电容矩阵分别定义为C(FS)；若介电常数为实的，电容就为实的，反之，为复数；

L(FS)C(FS)＝μ₀ε₀E(n)

其中，E(n)为n阶单位矩阵；为绝缘层复介电常数；ε₀为自由空间介电常数；

步骤4：因为在两个介质接触面，即表面r＝r_m处是等势面，所以总复电容可看作每个区域复电容的串联；由总复电容提取单位长度净电容C和净电导矩阵G；