[發(fā)明專利]一種基于等效場原理的線纜耦合分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711304171.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108037389B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王珺珺;葉昌陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;鄧治平

1.一種基于等效場原理的線纜耦合分析方法，用于對(duì)機(jī)載線纜進(jìn)行耦合分析，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、通過場的等效原理，將圓柱型線纜橫截面的體電流分布等效為只在表面分布的面電流，并利用圓柱傳導(dǎo)模式電流分布將等效的面電流用一階修正貝塞爾函數(shù)和三角函數(shù)進(jìn)行表示；

步驟2、根據(jù)所需要分析的線纜的結(jié)構(gòu)以及傳輸信號(hào)的頻率范圍，確定對(duì)于線纜在柱坐標(biāo)系下的結(jié)構(gòu)剖分大小形狀，確定剖分的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)電流單元和電荷單元與節(jié)點(diǎn)的關(guān)系劃分不同的單元；

步驟3、電流基函數(shù)的選取根據(jù)步驟1所得到的等效面電流分為三種基函數(shù)：趨膚效應(yīng)模式、鄰近效應(yīng)正弦模式、鄰近效應(yīng)余弦模式，對(duì)于不同的電流基函數(shù)會(huì)有不同的電流與電場的關(guān)系式，電荷基函數(shù)根據(jù)三角級(jí)數(shù)同樣分為三種：趨膚效應(yīng)模式、鄰近效應(yīng)正弦模式、鄰近效應(yīng)余弦模式；

步驟4、利用PEEC方法，得到等效的電路模型，將步驟3所得的基函數(shù)代入到電路參數(shù)的計(jì)算式中，將參數(shù)算出；

步驟5、對(duì)于按節(jié)點(diǎn)劃分的電路，用MNA法將電路方程組變?yōu)榫仃嚪匠蹋鶕?jù)步驟4計(jì)算的電路參數(shù)可解出節(jié)點(diǎn)上的電流電壓分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于等效場原理的線纜耦合分析方法，其特征在于：該方法通過歸一化電流密度和電荷密度獲得基函數(shù)，基函數(shù)描述的是電流和電荷的分布情況，對(duì)于電流分布，采取將其除以其截面通過的電流，即面電流的環(huán)路積分進(jìn)行歸一化得到基函數(shù)；對(duì)于電荷分布，采用三角級(jí)數(shù)的形式表示，因三角函數(shù)的環(huán)路積分為零，故實(shí)際歸一化處理是電荷分布除以分布函數(shù)中對(duì)三角函數(shù)求絕對(duì)值的環(huán)路積分來得到不同模式下的電荷基函數(shù)，在得到基函數(shù)的同時(shí)，由于電流密度和電場強(qiáng)度不滿足比值為電導(dǎo)率這一關(guān)系，需要保留不同模式下電流與電場的關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于等效場原理的線纜耦合分析方法，其特征在于：模型推導(dǎo)時(shí)，在電流密度和電場強(qiáng)度不滿足電導(dǎo)率關(guān)系的情況下，得到模型中將第一項(xiàng)當(dāng)成自阻抗處理，該第一項(xiàng)并非實(shí)數(shù)，在部分電感和電位系數(shù)計(jì)算中，由于基函數(shù)分布在導(dǎo)體表面，故其中的計(jì)算涉及四重積分，處理方法首先利用積分變換將其中兩個(gè)積分變量變?yōu)橐豁?xiàng)，再計(jì)算一項(xiàng)積分變量減少一重積分，兩重積分可利用積分恒等式進(jìn)行處理，其中會(huì)有一項(xiàng)是各參數(shù)的通用項(xiàng)。