屏蔽電纜電磁干擾分析與濾波防護(hù)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子系統(tǒng)朝著模塊化、高功率、高集成、小型化等的趨勢(shì)發(fā)展，電子系統(tǒng)的電磁兼容性問(wèn)題日益突出。同時(shí)，人為有意和電子設(shè)備無(wú)意地向空間中輻射電磁波等行為，使得空間電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，其對(duì)電子系統(tǒng)的影響不可忽視。特別是其中的強(qiáng)電磁脈沖部分，這種具有高功率、寬頻帶的電磁波，對(duì)電子系統(tǒng)有嚴(yán)重的破壞作用。電纜作為電子系統(tǒng)間的信息傳輸和供電傳輸?shù)妮d體，電纜大部分暴露各種復(fù)雜電磁環(huán)境下，容易受強(qiáng)電磁脈沖干擾。電纜耦合的電磁干擾經(jīng)由電

2、纜耦合進(jìn)系統(tǒng)，可輕易損毀電子系統(tǒng)。因此，屏蔽電纜的耦合機(jī)理分析、預(yù)測(cè)和防護(hù)，對(duì)提高電子系統(tǒng)的可靠性具有重要意義和工程實(shí)用價(jià)值，并且能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)電子系統(tǒng)提供指導(dǎo)。
　　首先，研究了應(yīng)用于屏蔽電纜電磁耦合分析的時(shí)域混合算法。以近地面上架空的屏蔽電纜作為研究對(duì)象，采用時(shí)域有限差分(FDTD)方法、傳輸線方程(TL)和電纜激勵(lì)場(chǎng)快速計(jì)算方法，并結(jié)合逆卷積技術(shù)，研究了高效的時(shí)域混合算法，能夠用于屏蔽電纜電磁耦合的快速模擬。將算法結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果

3、進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了算法的正確性和有效性。然后，利用該混合算法分析了電纜屏蔽層不同端接負(fù)載、不同電纜架設(shè)高度和不同電磁波入射角度對(duì)芯線響應(yīng)的影響。
　　其次，考慮了編織電纜的轉(zhuǎn)移阻抗模型的誤差對(duì)耦合分析仿真影響，介紹了相關(guān)轉(zhuǎn)移阻抗的計(jì)算模型?；诂F(xiàn)有的編織電纜的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算模型，提出通過(guò)電纜編織層覆蓋率K對(duì)計(jì)算模型中的編織角α與屏蔽層直徑Dm參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)自行設(shè)計(jì)的三同軸轉(zhuǎn)移阻抗測(cè)量裝置對(duì)電纜的轉(zhuǎn)移阻抗進(jìn)行實(shí)測(cè)，來(lái)驗(yàn)證本文優(yōu)化后的

4、電纜轉(zhuǎn)移阻抗模型的有效性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了編織層不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電纜轉(zhuǎn)移阻抗的影響。最后，將改進(jìn)之后的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算模型引入到時(shí)域混合算法進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高了算法的計(jì)算精度。
　　最后，針對(duì)核電磁脈沖對(duì)屏蔽電纜的電磁耦合進(jìn)行濾波防護(hù)分析。首先是建立屏蔽電纜的電磁耦合模型，芯線兩端均接匹配負(fù)載。然后，采用上述研究的時(shí)域混合算法計(jì)算得到芯線上的電壓和電流響應(yīng)，從而獲得響應(yīng)的幅值、頻率等關(guān)鍵參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，以此電壓和電流響應(yīng)作為干