[发明专利]一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置有效

专利信息
申请号: 202010577653.1 申请日: 2020-06-23
公开(公告)号: CN111722039B 公开(公告)日: 2021-08-20
发明(设计)人: 李高升;肖培;蒋建辉;李佳维;邱永峰;刘柱 申请(专利权)人: 湖南大学
主分类号: G01R31/00 分类号: G01R31/00;G06F30/20;G06F113/16
代理公司: 长沙国科天河知识产权代理有限公司 43225 代理人: 邱轶
地址: 410082 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 计算 屏蔽 线缆 微带 天线 耦合 干扰 方法 装置
【说明书】:

本申请涉及一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。所述方法包括:将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子,根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场,叠加电偶极子的辐射电场得到线缆辐射电场。根据线缆辐射电场得到微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场,将其输入预先设置的Agrawal模型,得到微带天线的场耦合源向量。将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程,得到微带天线的耦合电压。上述方法解决了计算屏蔽腔体内长线缆辐射电场的问题,避免了采用数值方法求解封闭型电大目标时,需要的较长计算时间和大量存储空间的问题,并且可以应用于同类型的场景,避免重复建模。

技术领域

本申请涉及微带天线技术领域,特别是涉及一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。

背景技术

线缆作为电子系统中信号和能量传输的载体,是实现系统功能不可缺少的一部分。由于线缆具有天线效应,为辐射电磁干扰提供了一个主要耦合通道,使电子系统内部电磁环境变得非常复杂,尤其是对于存在共振现象的屏蔽腔体。天线作为发射或接收系统的一部分,对工作带宽内的辐射耦合电磁干扰非常敏感。系统内部线缆产生的电磁能量通过场线耦合进入微带天线,产生电压和电流噪声,干扰或破坏微带天线系统的正常功能。因此,研究线缆与微带天线在谐振腔内的电磁耦合干扰机制具有重要意义。

针对屏蔽腔内电磁场计算问题,已经有研究基于腔体本征模方法理讨论了偶极子产生的电磁场分布特性,还有研究采用随机耦合模型的统计建模技术求解计算复杂的、有孔径的三维外壳内端口感应电压。但这些研究不能解决屏蔽腔体内线缆辐射的计算问题。

针对线缆电磁耦合问题,一些研究采用Baum-Liu-Tesche(BLT)方程分析整个电子系统的性能,以解决线缆电磁耦合问题,或用于评估外部电磁场耦合;一些研究将BLT方法应用于外部电磁场耦合的评估,将其扩展到外部电磁照射下金属外壳中的线缆;另一些研究结合修正的BLT方程和全波分析来计算波导内的耦合效应。然而,这些基于BLT方程的方法主要解决的是线缆与外界电磁辐射的耦合问题。

在电磁耦合效应分析方法方面,已有研究提出了全波方法、时域传输线矩阵方法等。其中,时域传输线矩阵方法是一种成熟的技术,并已成功地应用于预测电磁应用程序中的瞬态行为。然而,由于电大系统中网格的精细划分,采用上述数值方法进行电磁耦合效应分析,需要的较长的计算时间和大量的存储空间。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够分析和计算屏蔽腔内线缆对微带天线的电磁耦合干扰的一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。

一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法,所述方法包括:

将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子,根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。

叠加电偶极子的辐射电场,得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场。

根据线缆辐射电场,分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。

将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型,得到微带天线的场耦合源向量。

将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程,得到微带天线的耦合电压。

其中一个实施例中,辐射电场是沿坐标轴方向的辐射电场分量。

将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子,根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内的预先设置的坐标系下的辐射电场的步骤包括:

根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子。

建立空间直角坐标系,根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。

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