电波传播与天线

0212927工程中光纤衰减的测试[刊]/蔡庆辉//电视技术.—2002.(1).—74～75,84(L)0212928双绞传输线电磁兼容特性的 FDTD 分析[刊]/任武//电波科学学报.—2002,17(1).—4～9(K)将曲线坐标系中的时域有限差分法(FDTD)拓展到空间为任意媒质情形,然后针对双绞传输线的特殊     

UTP的有限元建模

本文应用有限元方法对非屏蔽双绞线（UTP）进行建模，为了验证仿真结果的可信性，结合磁偶极子理论和场强叠加原理，对双绞线的辐射场进行理论计算．结果证实，有限元法在处理双绞传输线问题上是有效可行的。     

外场作用双导线的电磁耦合时域分析方法

基于时域有限差分（finite-difference time-domain，FDTD）法和传输线方程，并结合插值技术，研究了一种高效的时域混合算法，能够快速模拟电磁波照射自由空间和屏蔽腔内双导体传输线的电磁耦合，并实现空间电磁场与双导线瞬态响应的同步计算.该算法先采用FDTD方法模拟双导线周围空间的电磁场分布，结合插值技术构建适用于双导线电磁耦合的传输线方程，再采用FDTD的中心差分格式进行离散，从而求解得到传输线和端接负载上的瞬态响应.同时，分析双导线间距对其电磁耦合的影响，掌握其耦合规律.通过相应数值算例的模拟，并与FDTD方法进行对比，验证了该时域混合算法的正确性和高效性.     

PCB板级双绞互连结构减小感性和容性串扰噪声

非屏蔽双绞线已经被广泛的运用于网络的互联中,双绞的结构能够提高对串扰和辐射发射的抵抗能力。在高速数字电路的PCB板上差分信号变得越来越多。随着上升时间的加快,差分信号的信号完整性问题变得越来越重要。最近,一种新的双绞差分传输线被引入到布线中。文章通过理论和仿真分析了这种双绞差分线结构如何减小串扰和辐射发射。     

横切窄缝屏蔽双绞线的电磁泄漏

本文对屏蔽层横切窄缝的屏蔽双绞线的电磁泄漏进行了定量研究。分析了切缝屏蔽双绞线的电磁泄漏机制,并把其等效为级联网络。采用混合方法,即传输线链参方法、有限元方法和亚网格FDTD方法相结合,对切缝屏蔽双绞线的电磁泄漏进行了模拟分析。结果表明,在500MHz以下的频率内,即使屏蔽层被切断,屏蔽双绞线泄漏的能量最多不超过1%。     

PCB上微带线的电磁耦合时域建模分析方法

基于时域有限差分方法和传输线方程,结合高效网格建模技术,文中提出了一种高效的时域建模算 法,它能有效解决微带线的电磁耦合建模问题,实现空间电磁场与微带线瞬态响应的同步计算。首先,结合经验公 式,计算得到微带线的单位长度分布参数,构建适用于微带线电磁耦合分析的传输线方程。然后,采用时域有限差 分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)方法,结合非均匀网格技术和自动网格生成技术,仿真得到微带线激励场, 并在每个时间步进上引入传输线方程获得等效分布源项。最后,对传输线方程使用FDTD 的中心差分格式进行离 散,实现微带线及其端接电路上瞬态响应的迭代求解。为了验证时域建模算法的正确性和高效性,通过自由空间和 屏蔽腔内PCB 上微带线电磁耦合的数值模拟,从计算精度和耗时两方面与传统FDTD 方法的计算结果进行了对比。     

基于传输线理论的双绞线电磁脉冲响应

双绞线是电子信息设备综合布线工程中最常用的一种线缆,在高频电磁环境中,双绞线将成为外界电磁信号的耦合对象,对端接设备造成干扰甚至破坏作用。为研究双绞线的电磁脉冲效应,基于分布参数传输线理论,推导得到了双绞线在外界电磁脉冲激励下的耦合响应计算公式。结果表明,在高频电磁环境中,双绞线相对于平行线确有较强的抗干扰能力。研究方法和结论对于双绞线电磁脉冲响应的定量研究及抗干扰能力评估具有一定参考意义。     

传输线端接复杂电路的电磁耦合时域分析方法

该文基于时域有限差分(FDTD)方法和传输线方程,结合Ngspice软件,提出一种高效的时域混合算法,能够快速模拟空间电磁场作用传输线端接复杂电路的电磁耦合问题。该算法的优势在于实现了空间电磁场辐射与端接复杂电路瞬态响应的协同计算,且避免了对传输线和复杂电路结构的直接建模。首先,将复杂电路通过传输线的特性阻抗进行等效,采用FDTD方法结合传输线方程,求解得到特性阻抗上的入射电流响应。然后,在每个时间步上,将该电流引入复杂电路作为激励源,联合电路模型建立网表文件。最后,使用Ngspice软件读取网表文件,并仿真得到电路各元件上的瞬态响应。通过相应计算实例的数值模拟,与电磁场仿真软件CST的计算结果以及耗用内存和时间进行对比,验证了算法的正确性和高效性。     

传输线端接复杂电路的电磁耦合时域分析方法

该文基于时域有限差分(FDTD)方法和传输线方程,结合Ngspice软件,提出一种高效的时域混合算法,能够快速模拟空间电磁场作用传输线端接复杂电路的电磁耦合问题.该算法的优势在于实现了空间电磁场辐射与端接复杂电路瞬态响应的协同计算,且避免了对传输线和复杂电路结构的直接建模.首先,将复杂电路通过传输线的特性阻抗进行等效,采用FDTD方法结合传输线方程,求解得到特性阻抗上的入射电流响应.然后,在每个时间步上,将该电流引入复杂电路作为激励源,联合电路模型建立网表文件.最后,使用Ngspice软件读取网表文件,并仿真得到电路各元件上的瞬态响应.通过相应计算实例的数值模拟,与电磁场仿真软件CST的计算结果以及耗用内存和时间进行对比,验证了算法的正确性和高效性.     

端接非线性负载的非均匀传输线瞬态分析

在均匀多导体传输线的时域有限差分法(FDTD)基础上，对非均匀多导体传输线及端接非线性负载的情况进行了分析。结果表明：对于非均匀多导体传输线，采用FDTD法进行瞬态分析极为方便，并且可以处理端接非线性负载的情况；同时，还可获得线上各点的电压、电流波过程。通过实例验证了所提出的FDTD算法的有效性，可用于传输线波过程的研究。     

使用双绞差分结构减小印刷电路板上的串扰和辐射发射

随着发展的需要，高速数字电路PCB板上信号速度越来越快，由于差分信号有较强的抗干扰能力，因此用的得越来越普遍。但是，随着上升时间的进一步减小，差分信号的信号完整性问题也变得越来越重要。由于双绞的结构在一定程度上使得干扰相互抵消，从而提高系统对串扰和辐射发射的抵抗能力，因此，近两年来有一种新的双绞差分传输线被引入到布线中。本文从理论上分析了双绞差分线结构减小串扰和辐射发射的机理，并且通过建模仿真验证了其正确性．     

基于Agrawal模型的双绞线受扰机理与场线配置

电磁环境日益复杂,电磁兼容性问题涌现,各类干扰对传输线信号传输造成的影响不容忽视。基于经典场线耦合Agrawal模型,结合时域有限差分法(FDTD)对双绞线(TWP)各场线参数的电磁耦合效应进行定量计算,为减少受扰的场线配置提出指导性意见。总结了各参数对双绞线电磁耦合效应的具体影响：线长会影响端接负载处的选频特性;节距影响较小,较小的节距会减小耦合;距地高度会显著影响电磁耦合,且高度越高耦合越强;决定入射方式的入射角、方位角和极化角对电磁耦合效应均有不同程度的影响,通过电场切向分量切片图可知,对某一角的分析需要考虑到其余两角的影响。双绞线传输线的电磁耦合效应与场线参数密切相关,各参数均有不同程度的影响,借助本文模型的计算与对结果的分析,可获得有效的低受扰双绞线传输线配置。     

刍议双绞线的抗干扰及抗串扰原理

双绞线是一种广为人知,由两互相绝缘的铜导线按一定密度的螺旋结构绞合成的绞线对,双绞线传输形式在模拟和数字等许多领域得到了广泛的应用.双绞线的使用,不仅有效降低了外界电磁场对双绞线的干扰,以及双绞线线对之间的串音干扰,而且有效降低了非平衡型传输线之间的互电容,使传输线的特性阻抗能够保持恒定.本文对双绞线的抗干扰和抗串扰原理进行了初步分析和探讨.     

基于FDTD的约瑟夫森结与超导传输线协同分析方法

为实现高性能处理器,超导RSFQ（快速单磁通量子）电路被提出.该电路主要由超导约瑟夫森结和超导无源传输线组成,对其建模分析是超导RSFQ电路设计的基础.本文提出了基于FDTD（时域有限差分）的约瑟夫森结与超导传输线的协同分析方法.该方法采用FDTD数值方法求解超导传输线的电报方程.在超导传输线与约瑟夫森结交界处的非线性边界条件上,采用了Newton-Raphson迭代算法.数值结果表明,本文提出的约瑟夫森结和超导传输线的协同分析方法与WRspice仿真软件相比具有相同精度,且运算效率显著提高.     

总线传输设计的分析

数字式综合电子火控系统的开发应用,带来了不少要研究的问题。其中总线与各远距终端之间的数据传输特性,耦合技术方面的问题就不少。本文主要论述四个问题。从设备上讲主要研究传输线的特性和耦合器的特性,传输线的特性主要内容是传输线的性能参数,包括同轴线,平行线、双绞线、传输线特征、集肤效应、数据传输的影响,耦合器的性能主要研究反射耦合器与非反射性的耦合器的特性,以及它们的影响与比较,最后文中给出了设计应用举例,提供了举例数据与计算结果。     

端接非线性负载的不等长传输线瞬态分析

对时域有限差分(FDTD)法应用于不等长多导体传输线端接非线性负载的情况进行了介绍.首先给出了多导体传输线电报方程和差分公式;然后介绍了不等长传输线的仿真模型;在此基础上,最后通过建立端接非线性负载的不等长多导体传输线模型,对该情况下传输线两端的电压响应进行了分析.数值仿真结果说明了FDTD法解决此类问题的正确性和有效性,为不等长传输线瞬态分析的进一步研究打下了基础.     

三维TEM喇叭天线瞬态辐射的FDTD模拟

本文应用FDTD方法分析放置于无限大理想导体地面上并由同轴线馈电的TEM喇叭天线瞬态辐射问题。对FDTD计算区域中的细导线结构采用网格共形技术进行了特殊处理,同时引入一维传输线模型模拟同轴线馈电以大大减少FDTD的计算空间,并实现了天线与同轴线相互耦合的FDTD方法。数值结果表明本文方法处理瞬态天线辐射问题的有效性。     

场对双绞线的电磁耦合研究

给出了计算任意极化平面波照射下双绞线终端感应电流的通用表达式，分析考虑了不同终端和各种入射角时双绞线终端的感应电流，并且和普通平行传输线的结果进行了比较。数值结果表明：平面波斜入射时双绞线的抗耦合干扰能力较之垂直入射时显著降低。     

屏蔽腔内任意高度线缆端接TVS管电路的电磁耦合时域分析

该文基于时域有限差分(FDTD)方法和传输线方程,结合插值技术和牛顿迭代法,提出一种新的时域混合算法,能够快速模拟屏蔽腔内任意高度线缆端接瞬态电压抑制(TVS)管电路的电磁耦合问题,并实现空间电磁场与线缆和电路瞬态响应的同步计算。该算法首先利用FDTD方法结合STL网格剖分技术实现屏蔽腔结构的快速建模以及腔体内空间电磁场分布的准确模拟。然后利用传输线方程结合插值技术建立腔体内线缆的场线耦合模型,结合FDTD方法,迭代求解出线缆上的电压和电流响应。对于线缆端接的TVS管电路,列写电压电流方程,采用牛顿迭代法计算得到电路端口的电压响应。通过与电磁仿真软件的计算结果进行对比,验证了所提时域混合算法的正确性。研究表明,该算法能够很好地应用于屏蔽腔内线缆端接负载的TVS管限幅防护设计。     

任意截面的非平行多导体传输线瞬态分析

以分析多导体传输线的时域有限差分(FDTD)法为基础,在考虑任意截面传输线分布参数无法直接计算的情况下,提出MOM-FDTD 混合方法对不平行多导体传输线进行瞬态分析。首先,利用FDTD建立多导体传输线时域差分模型,然后用MOM 法计算任意截面形状的非平行传输线的分布参数,并且与FDTD法混合进行瞬态分析计算。此算法相对于全波算法,在时间与存储空间消耗上具有很大的优势,并且满足精度要求。最后通过同轴传输线与矩形带状线的例子验证这个方法是正确有效的。