屏蔽電纜電磁干擾分析與濾波防護研究.pdf

1、隨著半導體技術的不斷進步，電子系統(tǒng)朝著模塊化、高功率、高集成、小型化等的趨勢發(fā)展，電子系統(tǒng)的電磁兼容性問題日益突出。同時，人為有意和電子設備無意地向空間中輻射電磁波等行為，使得空間電磁環(huán)境日趨復雜，其對電子系統(tǒng)的影響不可忽視。特別是其中的強電磁脈沖部分，這種具有高功率、寬頻帶的電磁波，對電子系統(tǒng)有嚴重的破壞作用。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雜電磁環(huán)境下，容易受強電磁脈沖干擾。電纜耦合的電磁干擾經(jīng)由電

2、纜耦合進系統(tǒng)，可輕易損毀電子系統(tǒng)。因此，屏蔽電纜的耦合機理分析、預測和防護，對提高電子系統(tǒng)的可靠性具有重要意義和工程實用價值，并且能夠為設計電子系統(tǒng)提供指導。
　　首先，研究了應用于屏蔽電纜電磁耦合分析的時域混合算法。以近地面上架空的屏蔽電纜作為研究對象，采用時域有限差分(FDTD)方法、傳輸線方程(TL)和電纜激勵場快速計算方法，并結(jié)合逆卷積技術，研究了高效的時域混合算法，能夠用于屏蔽電纜電磁耦合的快速模擬。將算法結(jié)果與文獻結(jié)果

3、進行對比，驗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載、不同電纜架設高度和不同電磁波入射角度對芯線響應的影響。
　　其次，考慮了編織電纜的轉(zhuǎn)移阻抗模型的誤差對耦合分析仿真影響，介紹了相關轉(zhuǎn)移阻抗的計算模型?；诂F(xiàn)有的編織電纜的轉(zhuǎn)移阻抗計算模型，提出通過電纜編織層覆蓋率K對計算模型中的編織角α與屏蔽層直徑Dm參數(shù)進行優(yōu)化。根據(jù)自行設計的三同軸轉(zhuǎn)移阻抗測量裝置對電纜的轉(zhuǎn)移阻抗進行實測，來驗證本文優(yōu)化后的

4、電纜轉(zhuǎn)移阻抗模型的有效性。在此基礎上，進一步分析了編織層不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對電纜轉(zhuǎn)移阻抗的影響。最后，將改進之后的轉(zhuǎn)移阻抗計算模型引入到時域混合算法進行優(yōu)化，進而提高了算法的計算精度。
　　最后，針對核電磁脈沖對屏蔽電纜的電磁耦合進行濾波防護分析。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載。然后，采用上述研究的時域混合算法計算得到芯線上的電壓和電流響應，從而獲得響應的幅值、頻率等關鍵參數(shù)。在此基礎上，以此電壓和電流響應作為干