[發(fā)明專利]基于部分元等效電路理論的計算線纜間串擾強度的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910093472.5
• 申請日: 2009-10-10
• 公開（公告）號: CN101667216A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳愛新;劉躍東;汪玉梅;蘇東林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.一種基于部分元等效電路理論的計算線纜間串擾強度的平行線纜間串擾系統(tǒng)，其 特征在于：

所述的平行線纜間串擾系統(tǒng)由參數(shù)錄入與構形單元(101)、SPICE電路建模單 元(102)和干擾強度分析單元(103)組成；

參數(shù)錄入與構形單元(101)根據(jù)參數(shù)錄入界面記錄的構形參數(shù)，以及線纜和金 屬板的相對坐標關系得到線纜構形圖；所述的構形參數(shù)包括有單根線纜參數(shù) C＝{L，D，σ，H}和金屬板參數(shù)W＝{W_L，W_W，W_T，W_σ}，L表示單根線纜的長度；D表示 單根線纜的直徑；σ表示單根線纜所選加工材料的電導率；H表示線纜距離金屬板 的高度；W_L表示金屬板的長度；W_W表示金屬板的寬度；W_T表示金屬板的厚度；W_σ表示金屬板所選加工材料的電導率；

SPICE電路建模單元(102)根據(jù)參數(shù)錄入與構形單元(101)輸出的線纜構形 圖，采用部分元等效電路理論進行轉換處理獲得SPICE電路；加載在SPICE電路 上的激勵源有脈沖激勵源、正弦激勵源或者方波激勵源；

干擾強度分析單元(103)采用SPICE電路分析軟件對SPICE電路建模單元 (102)輸出的SPICE電路上加載激勵源和負載進行時域或頻域的分析，從而得出 平行線纜的近端設備和遠端設備的串擾耦合干擾強度；

所述的部分元等效電路理論轉換處理包括有下列執(zhí)行步驟：

第一步，離散線纜構形圖

SPICE電路建模單元(102)對接收到的參數(shù)錄入與構形單元(101)輸出的線 纜構形圖進行離散處理，獲得離散線纜構形圖；

所述的離散處理是通過用戶輸入的頻率值f_H在自由空間中所對應的波長的十分 之一為依據(jù)，對線纜構形圖按照部分元等效電路理論進行模型離散化處理；

第二步，獲取離散線纜構形圖參數(shù)值

依據(jù)部分元等效理論對離散線纜構形圖進行計算，得到剖分體的剖分體電阻、剖 分體自電感、剖分體自電容以及離散塊之間的剖分體互電感和剖分體互電容參數(shù)值；

第一剖分體電阻σ為第一剖分體V的電導率，l為第一剖分體V的 長度，a_V為第一剖分體V的截面積，且a_V＝h·b，h表示第一剖分體V的高度，b表 示第一剖分體V的寬度；

第一剖分體自電感μ₀為真空中的磁導率，μ_r為金屬板或線纜作為介質的相對磁導率，a_V為第一剖分體V的截面積， 為空間格林函數(shù)在第一剖分體V上的兩重積分，為 第一剖分體V在空間上的兩重積分的矢量位置，dv、dv′為第一剖分體V在空間上 的兩重積分的變量；

第一剖分體自電容ε₀為真空中的介電常 數(shù)，ε_r為金屬板或線纜作為介質的相對介電常數(shù)，a_V為第一剖分體V的截面積， 為空間格林函數(shù)在第一剖分體V的截面積a_V上的兩重 積分，為第一剖分體V在空間上的兩重積分的矢量位置，ds、ds′為第一剖 分體V的截面積a_V的兩重積分變量；

第一剖分體V與第二剖分體W的互電感μ₀為真空中的磁導率，μ_r為金屬板或線纜作為介質的相對磁導率，a_V為第一剖分體 V的截面積，a_W為第二剖分體W的截面積，為空間格林函數(shù) 在第一剖分體V、第二剖分體W上的積分，分別為第一剖分體V與第 二剖分體W在空間上的兩個矢量位置，dv為第一剖分體V在空間上的積分變量、 dw為第二剖分體W在空間上的積分變量；

第一剖分體V??與第二剖分體W的互電容 ε₀為真空中的介電常數(shù)，ε_r為金屬板或線纜 作為介質的相對介電常數(shù)，a_V為第一剖分體V的截面積，a_W為第二剖分體W的截面積， 為空間格林函數(shù)在第一剖分體V的截面積a_V與第二剖 分體W的截面積a_W上的積分，分別為第一剖分體V的截面積a_V與第二剖分體 W的截面積a_W在空間上的兩個矢量位置，dv′為第一剖分體V的截面積a_V在空間上的 積分變量、dw′為第二剖分體W的截面積a_W在空間上的積分變量；

第三步，SPICE電路建立

依據(jù)線纜的連接關系和參數(shù)間的電磁耦合關系，對第一剖分體電阻第一剖分體自電感第一剖分體自電容 第一剖分體V與第二剖分體W的互電感 和第一剖分體V的截面積a_V與第二剖分體W的 截面積a_W的互電容進行有效連接得到 SPICE表征的SPICE電路。