[发明专利]一种预估外界瞬态的电磁干扰引起的PCB微带传输线串扰大小的方法

摘要

本发明属于通信工程中电磁干扰的预估与防护领域。具体的涉及的是在空间复杂的电磁环境中PCB微带线信号完整性的研究中，预估正常工作的PCB板，在受到外界突如其来的电磁脉冲干扰时的瞬态响应的大小的预估外界瞬态的电磁干扰引起的PCB微带传输线串扰大小的方法。本发明包括PCB微带线与空中瞬态电磁干扰耦合模型的建立；根据微带传输线与空中瞬态电磁干扰的耦合模型计算微带传输线与空中瞬态电磁干扰的耦合；将耦合电压添加到微带传输线中，利用FDTD法对传输线方程离散；利用Matlab对离散后的串扰方程进行仿真，得到串扰结果。本发明用简单的方法计算了空间电磁干扰对PCB微带线的串扰，降低了计算量，提高了效率。

主权项

一种预估外界瞬态的电磁干扰引起的PCB微带传输线串扰大小的方法，其特征在于:(1)PCB微带线与空中瞬态电磁干扰耦合模型的建立；建立微带传输线与空中瞬态电磁干扰的耦合模型；(2)根据步骤(1)中的微带传输线与空中瞬态电磁干扰的耦合模型计算微带传输线与空中瞬态电磁干扰的耦合；两条平行微带线为接收天线A，远处有天线B，B的远区辐射场为：E→b=jwμ4πr(Ibdl)e-jkrsinθ]]>为天线B的远区辐射场，r为天线A与天线B的距离，Ib为流过天线B的电流，dl为天线B的长度，θ为与水平方向的夹角，天线B的电流密度为则在A，B包围的整个区域应用互易定理得：∫VE→b·J→dv=∫VE→a·J→bdv]]>这里的为把平行微带线当做天线时在远区的辐射场，为天线A的电流密度，在微带线端口1处的耦合电压为：Vs=1I0∫E→b·I→adl]]>Vs为端口1处的耦合电压，I0是天线A的激励电流，为分布在微带线上的分布电流，Vs=1IaE→a·E→b4πrjwμejkr]]>(3)将步骤(2)中得到的耦合电压添加到微带传输线中，利用FDTD法对传输线方程离散：建立串扰模型并且得到无耗传输线的两个方程：∂V(z,t)∂z=-L(z)∂I(z,t)∂t]]>∂I(z,t)∂z=-C(z)∂V(z,t)∂t]]>对传输线进行空间离散得到模型，根据模型和边界条件得到无耗传输线的差分方程为：V1n+1=(ΔzΔtRsC+E)-1[(ΔzΔtRsC-E)V1n-2RsI1n+12+(Vsn+1+Vsn)]]]>Vkn+1=Vkn-ΔtΔzC-1(Ikn+12-Ik-1n+12),k=2,3,.....N]]>VN+1n+1=(ΔzΔtRLC+E)-1[(ΔzΔtRLC-E)VN+1n+2RLINn+12+(VLn+1+VLn)]]]>Ikn+32=Ikn+12-ΔtΔzL-1(Vk+1n+1-Vkn+1),k=1,....N]]>Rs，RL，C，L均为矩阵，E为单位矩阵，Δt，Δz分别为时间步长和空间步长，(4)利用Matlab对离散后的串扰方程进行仿真，得到串扰结果。