[發(fā)明專利]一種隨機非均勻傳輸線電磁輻射分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111279270.7
• 申請日: 2021-10-31
• 公開（公告）號: CN114019250B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 燕學智;史冊;趙昱;孫曉穎;陳建;孫鐵剛
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G06F17/15
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發(fā)明涉及一種隨機非均勻傳輸線電磁輻射分析方法，屬于電磁干擾與電磁兼容分析方法。根據(jù)線纜實際形狀擬合非均勻傳輸線物理模型，確定非均勻傳輸線變量及其對應的分布類型，根據(jù)分布類型在傳輸線理論的基礎(chǔ)上結(jié)合迭代自適應擾動法，建立隨機非均勻傳輸線沿線電壓、電流的混沌多項式展開模型，再結(jié)合赫茲偶極子近似法，得到隨機非均勻傳輸線電磁輻射的混沌多項式展開模型。本發(fā)明優(yōu)點是計算更貼近實際的非均勻傳輸線情況，結(jié)合混沌多項式展開法可以在保證結(jié)果準確性的前提下大幅提高計算速度，提高了非均勻傳輸線電磁輻射不確定性問題的分析效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁干擾與電磁兼容分析方法,尤其是涉及一種隨機非均勻傳輸線電磁輻射分析方法。

背景技術(shù)

傳輸線作為系統(tǒng)中連接的紐帶，連接著各種電子設(shè)備，有著十分重要的地位。大量的理論和工程實踐證明，傳輸線是電子電氣系統(tǒng)電磁干擾的主要耦合通道，其作為發(fā)射天線，將與之相連的電子設(shè)備的干擾輻射到系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備或相鄰系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)的敏感設(shè)備在受到電磁干擾后，無法正常工作甚至損壞。而傳輸線在系統(tǒng)設(shè)備的使用往往呈現(xiàn)的是彎曲、傾斜的非均勻情況，并且在不同的情況中如車輛、船只、飛機等的加減速、振動、顛簸等，其距地高度、線間距離等參數(shù)會出現(xiàn)一定的隨機性，這對傳輸線電磁輻射的計算分析帶來一定程度的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種隨機非均勻傳輸線電磁輻射分析方法，以解決目前傳輸線在系統(tǒng)設(shè)備的使用時，參數(shù)會出現(xiàn)一定的隨機性，導致對傳輸線電磁輻射的計算分析帶來一定程度影響的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，包括下列步驟：

(一)、研究對象是以地面為參考導體的非均勻傳輸線系統(tǒng)，根據(jù)線纜的實際形狀，擬合非均勻傳輸線物理模型，得到傳輸線距地高度隨位置變化的函數(shù)表達式；

(二)、求解標準正態(tài)分布隨機變量ξ的正交多項式φ_i，為混沌多項式展開奠定基礎(chǔ)；

(三)、以傳輸線理論為基礎(chǔ)，根據(jù)非均勻傳輸線單位長度電感和電容表達式，結(jié)合迭代自適應擾動法，并根據(jù)所屬的正交多項式建立隨機非均勻傳輸線沿線電壓、電流的混沌多項式展開式；

(四)、根據(jù)隨機非均勻傳輸線沿線分布電流的混沌多項式展開，結(jié)合赫茲偶極子近似法，得到隨機非均勻傳輸線電磁輻射的混沌多項式展開式。

本發(fā)明所述步驟(一)中，該模型中的傳輸線距地高度隨位置變化的函數(shù)表達式為：

式中：和分別為非均勻傳輸線距地高度的均值；σ₁、σ₂分別為2個位置參數(shù)的標準差；ξ₁、ξ₂為符合標準正態(tài)分布隨機變量。

本發(fā)明所述步驟(二)中，由混沌理論可知，混沌多項式的一般展開式可以表示為：

其中，實際應用中Y可能是物理量電流、電壓、電場強度，ξ為包含不同隨機變量的向量；α_i為待求解的混沌多項式展開系數(shù)，φ_i為正交多項式，m為展開式的項數(shù)，由隨機變量的個數(shù)n和展開式的階數(shù)p來決定；

當隨機變量服從標準正態(tài)分布時，正交多項式φ_i可由對應的n次Hermite正交多項式求得，n次Hermite正交多項式為：

ξ為非均勻傳輸線不確定性參數(shù)中的某個標準正態(tài)分布隨機變量，表示對ξ求p階導數(shù)，為權(quán)重函數(shù)；

展開式的系數(shù)α_i可利用正交多項式的性質(zhì)求解，步驟如下所示：

內(nèi)積定義為：