[發明專利]導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法

有效

• 申請號: 201810566383.7
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108829963B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 孫亞秀;王建麗;錢軍竹;林蒙;張銘;宋文良;梁非
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法涉及傳輸線串擾預測及消除中寄生參數提取領域，具體涉導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法。包括以下步驟：S1，通過建立了雙絞線近似周期交替傳輸模型，得出交叉部分單線到雙絞線中心軸線間距h改變，進而得到導線到導電外殼距離d_i改變；S2，通過建立鏡像置換提取寄生電感示意圖得出各層介質自由空間中單位長度電感矩陣L(FS)、絕緣層中單位長度電感矩陣L(INSUL)、自由空間中單位長度復(實)電容矩陣C(FS)、絕緣層中單位長度復(實)電容矩陣S3，由串聯思想得出總體復合電容矩陣并得出得出寄生凈電容C和凈電導矩陣G。本發明采用介質分層的思想來提取，提取的寄生參數更加精確。

技術領域

本發明涉及傳輸線串擾預測及消除中寄生參數提取領域，具體涉導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法。

背景技術

傳輸線的電磁耦合以寄生參數的形式體現，要想實現傳輸線串擾預測及串擾消除，必須首先得到寄生參數，傳輸線單位長度寄生參數提取問題是傳輸線串擾分析的基礎。寄生參數的提取以寄生電容和寄生電導的提取為難點。

實際情況經典傳輸線的單位長度電參數僅是一個簡單數值，可通過成熟公式獲得。而常見的單位長度電參數主要通過矩量法等數值計算方法來提取。以Paul C.R教授為代表的學者利用矩量法(MoM)，對導體電參數提取進行了系統的分析，并提出了許多有效的解決方法,但是通常將布線結構視為均勻且無耗，且通常置于理想大地上。分析非均勻傳輸線中絕緣涂層對串擾影響時，Sergio A.Pignari和Giordano Spadacini采用MoM仿真，且沒有得出非均勻介質條件下寄生參數的直接求解法。Abdolhamid Shoory等人在研究雙絞線近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT)時，將雙絞線交叉距離視為零，沒有考慮線線距離改變引起的寄生參數的非均勻性，且將介質視為無耗均勻，即把寄生參數的提取理想化。

許多模型都是建立在將雙絞線交叉部分距離視為零，導體理想，周圍介質無耗且均勻等條件的基礎上，然而在實際情況中，這些條件經常得不到滿足，提取的寄生參數不夠精確，從而無法準確預測并消除串擾。對于雙絞線，在交叉部分導線間距隨位置近似線性變化，而且在介質有耗且非均勻情況下，寄生參數的計算復雜困難，經典的傳輸線分析方法同樣不再適用，而矩量法、有限元法等數值方法也因為計算量太大而無法有效的解決非均勻多導體傳輸線的問題。本發明正是根據此種情況，提出了用于解決這些問題的方法。可以滿足實際生產情況下的各項要求。而且適用于任意傳輸線情況。

綜上所述，現有的文獻報告對有耗非均勻雙絞線寄生電容和電導直接提取問題還沒有研究，其提取方法仍有待解決。

發明內容

本發明的目的在于提供針對非均勻介質的導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法。

導電外殼中雙絞線寄生電容和電導的提取方法，包括以下步驟：

(1)通過建立了雙絞線近似周期交替傳輸模型，得出交叉部分單線到雙絞線中心軸線間距h改變，進而得到導線到導電外殼距離di改變；

(2)通過建立鏡像置換提取寄生電感示意圖，得出自由空間中單位長度自電感lii(FS)、自由空間中單位長度互電感l_ij(FS)、絕緣介質中單位長度自電感l_ii(INSUL)、絕緣介質中單位長度互電感l_ij(INSUL)，并得出各層介質自由空間中單位長度電感矩陣L(FS)、絕緣層中單位長度電感矩陣L(INSUL)、自由空間中單位長度電容矩陣C(FS)、絕緣層中單位長度電容矩陣

(3)由串聯思想得出總體復合電容矩陣并得出得出寄生凈電容C和凈電導矩陣G。

所述步驟(1)中，由

L(FS)C(FS)＝μ₀ε₀E(n)