线缆网络中的电磁脉冲传输

电磁拓扑理论在分析电磁干扰(EMI)问题中具有重要的应用价值。本文利用电磁拓扑理论研究了线缆网络的电磁脉冲瞬态响应求解方法,并进行了实验验证。实验利用同轴线建立简单线缆网络,选用方波脉冲作为激励源,先由Fourier变换求得方波脉冲的频谱,根据频域上的BLT超矩阵方程求出线缆网络在方波脉冲作用下各节点的电压,然后再由Fourier逆变换就可求出各节点电压的瞬态响应。通过实验对比说明了此方法的有效性,为进一步研究电磁脉冲在复杂线缆网络中的传输规律打下基础。     

基于积分方程等效电路和BLT方程的传导耦合效应仿真分析

提出了基于积分方程等效电路和Baum-Liu-Tesche(BLT)方程的电磁脉冲传导耦合效应分析方法, 建立外部电磁干扰等效源模型, 提取等效电流和阻抗参数.对内部含复杂传输线网络和集成电路插件的电子设备建立了电磁拓扑模型, 采用BLT方程分析电磁脉冲响应.仿真分析了内部传输线连接关系、外部信号线长度和半径大小、节点负载等因素对传导耦合效应的影响.将计算结果和商用电磁仿真软件CST的结果进行了对比, 分析了所提方法的有效性, 可为电子设备电磁脉冲防护设计提供参考.     

BLT—FDTD 时频结合分析传输线瞬态响应

将频域BLT 方程与FDTD 方法结合起来对包含非均匀线缆的耦合传输线时域响应进行了分析。该方法将非均匀部分线缆从传输网络中独立出来,采用FDTD 离散进行时域分析,然后变换到频域与BLT 方程混合求解整个线缆网络的电压、电流响应。一方面避免了用单一的时域有限差分算法对传输网络进行整体离散时所带来的高计算量、高内存占用比问题;另一方面将非均匀线段当成节点处理,为频域方法求解含非均匀线的传输网络响应,提供了一种新的思路。仿真结果也表明了该方法的有效性。     

频域BLT方程在同轴电缆中的应用

文章主要论述了频域BLT方程在计算传输线负载响应中的应用。首先介绍了电磁拓扑理论中的BLT方程各个参量的含义以及工程应用中的模型和具体的计算公式。然后利用Matlab软件对一个具体的例子（同轴电缆）进行了分析编写了相应的程序且给出了仿真的结果,对分析传输线在复杂电磁环境下的响应具有一定的理论和工程指导意义。     

基于时域BLT方程的传输线介电损耗分析

介电损耗是由于介质的绝缘不完善引起的,为了研究介电损耗所产生的影响,考虑带有漏电导的均匀有耗传输线。对BLT方程从频域到时域进行了推导,完善了时域上的BLT方程,目的是利用时域上的BLT方程对有瞬态信号源激励的传输线负载的响应电压进行计算,并通过这一计算结果来分析介电损耗所产生的影响。结果显示介电损耗的存在使终端负载的瞬态响应电压发生了衰减,并且这种影响是非线性的。     

基于拓扑网络的屏蔽腔体内置微带线响应分析

针对外场激励下屏蔽腔体内微带线的耦合终端响应,提出一种基于电磁拓扑网络的半解析混合算法——传输线网络BLT（Baum-Liu-Tesche)方程法.首先建立孔缝、腔体及微带线的电磁拓扑模型,然后结合腔体格林函数法,求解磁流激励腔体内的电场分布,最后利用网络BLT方程求解各节点处的电压和电流,即可得到任意位置处的微带线耦合终端响应.通过与实测值、其他方法计算结果对比,验证了所提方法的有效性.计算结果表明：在腔体和孔缝的谐振频率附近,微带线响应出现了峰值;且微带线距孔缝越近,产生的耦合电压值越大;入射脉冲宽度越窄,相同位置处的微带线耦合终端电压越大.     

双导线传输线BLT方程的离散化方法

基于Beam Liu Tesche方程(以下简称BLT方程),采用离散化方法来求解双导传输线的频域和时域终端响应.对于离散化的双导线模型,应用Agrawal模型分布源,首先获得了BLT方程在频域上的离散化计算公式.接着采用Fourier逆变换,获得BLT方程在时域上的离散化计算公式.采用这两个离散化计算公式,当知道在导线上的激励源分布的离散数据时,就可以计算线路终端频域或者时域的感应电压和电流.最后针对平面波激励源进行数值仿真试验.     

贯穿设备屏蔽层线缆电磁脉冲响应研究

提出了一种获取电子设备壳体屏蔽层外接线缆电磁脉冲耦合响应的计算方法。首先,以壳体屏蔽层为分割点,将贯穿线缆分为内外两部分,根据基本传输线理论和戴维南等效原理,得到内外两段线缆的等效电路模型。然后,利用Agrawal散射电压模型分析了外等效电路的端口负载频域响应,并根据该负载响应得出了内部线缆等效电路的端口负载频域响应。最后,以高空核爆电磁脉冲的IEC标准波形为计算波形,通过傅里叶变换方法求解了内部端口上的时域响应,并分析了线缆几何参数和终端负载对响应波形的影响。     

传输线网络瞬态响应灵敏度分析方法

针对传输线网络瞬态响应灵敏度分析问题,提出了一种采用快速傅里叶变换的灵敏度分析方法。方法从描述整个传输线网络特性的电路方程出发,将传输线网络瞬态响应灵敏度转化为求解传输线网络瞬态响应以及网络参数矩阵对电路参数的偏导数,实现了传输线网络任意节点瞬态响应对任意网络参数的灵敏度分析。该方法无需对耦合传输线进行解耦,能够分析任意类型传输线及任意负载。算例结果表明,方法正确有效。     

双层屏蔽腔内线缆负载电磁耦合的EMT分析方法

电磁拓扑分析方法将一个复杂系统的求解问题等效成许多子系统问题的求解,能够有效降低复杂电子系统电磁干扰问题求解的难度。本文针对双层屏蔽腔内辐射源对传输线电磁干扰求解问题,提出了一种计算腔内电偶极子辐射源对传输线负载电磁耦合的电磁拓扑分析方法。阐述了双层屏蔽腔内传输线耦合机理,建立了腔内传输线负载电磁干扰的电磁拓扑图和信号流图。根据腔体本征模理论、Bethe 理论以及BLT 方程,得到了传输线负载干扰电压。结果表明本文方法能够准确计算腔内干扰源对传输线负载干扰,且计算效率高,占用内存少。     

复杂传输线网络电磁脉冲响应的拓扑分析研究

应用电磁拓扑方法研究了复杂传输线网络的电磁脉冲响应问题.以建筑物内部电气布线为例,采用基于节点和管道的空间扩展拓扑模型对所求问题进行拓扑建模,构造了考虑辐射和传导耦合效应的混合拓扑网络.拓扑模型能够通过传输矩阵、散射矩阵和激励源项,统一地描述辐射耦合和传导耦合的过程,进而建立(BaumLiuTesche)方程,并通过对方程的求解获得不同节点的终端感应电压响应.采用该方法,对建筑物室内终端的电磁脉冲响应进行了分析,并讨论了电压波形随终端负载的变化情况.     

混响室\

基于传输线原理,通过构建均匀分布在单位球面的入射电磁波模拟混响室内“全向辐照”电磁环境,建立了混响室散射场条件下场线耦合模型.利用此模型对双线传输线进行数值模拟,研究了传输线的长度、终端负载等关键参数对响应信号的影响.结果表明：传输线对混响室散射场条件下的“全向辐照”电磁环境有明显的选频特性,终端负载响应信号的峰值出现在以线缆长度为波长的频点的n/2倍处,其中n=1,2,3…;传输线终端负载阻值的变化不会对其响应曲线的变化规律产生影响,但会影响其响应峰值;传输线其中一个端口的负载阻值变化不会显著影响另一端负载响应信号.     

Time-domain analysis of lossy coupled transmission lines

A novel method based on numerical inversion of the Laplace transform is presented for the analysis of lossy coupled transmission lines with arbitrary linear terminal and interconnecting networks. The formulation of the network equations is based on a Laplace-domain admittance stamp for the transmission line. The transmission line stamp can be used to formulate equations representing arbitrarily complex networks of transmission lines and interconnects. These equations can be solved to get the frequency-domain response of the network. Numerical inversion of the Laplace transform allows the time-domain response to be calculated directly from Laplace-domain equations. This method is an alternative to calculating the frequency-domain response and using the fast Fourier transform to obtain the time-domain response. The inversion technique is equivalent to high-order, numerically stable integration methods. Numerical examples showing the general application of the method are presented. It is shown that the inverse Laplace technique is able to calculate the step response of a network. The time-domain independence of the solution is exploited by an efficient calculation of the propagation delay of the network     

CRLH-TL引领未来多频带小型化低损耗传输新变革

文章从左右手复合传输线(CRLH-TL)的机理出发,以传输特性为依据,阐述了其与传统平面传输线的相位响应区别,揭示了构成的左手传输线(LH-TL)的正向非线性及右手传输线(RH-TL)的负向线性传输特性导致的任意两个频率下四分之波长独特的响应及任意一个频率下的零度响应特征。根据这一原理,论证了不同于传统CRLH-TL而体现高选择性的T形双频带传输线和高设计灵活性的多频带传输网络的优越特性。上述不同结构的传输线分别应用于双频带威尔金森功分器和三频带的吉赛尔功分器两种无源器件的设计,证实了CRLH-TL具有实现多频带、小型化、低损耗传输的优异特性,为CRLH-TL引领未来小型化低损耗传输新变革提供了强有力的理论及实验依据。     

Transient Response of Twisted Wire Pairs Illuminated by HEMP

In this paper, the time domain characters of the response of twisted wire pairs (TWPs) excited by the high-altitude electromagnetic pulse (HEMP) have been proposed. The finite different time domain transmission line model (FDTD-TLM) method, which we have proposed previously, is used to calculate the terminal response of TWP. It shows that the time domain response includes two stages: The transient stage and damped stage. The transient stage is the key point of the coupling and protecting research. The influence factors of the transient stage have been analyzed. In the end, we obtain the changes of the induced voltage when the incident wave parameters and TWP parameters change.     

传输线场、路模型的一致性探讨

均匀传输线可以采用电磁场理论来建立分析模型。而电路理论在电磁场理论基础上、加上集中参数假设,也可建立均匀传输线的分析模型。本文在推导出两种分析模型基础上,论证了两种模型的一致性,并从场和路两方面剖析了传输线传播特性与其周围媒质传播特性的差异、以及影响传输线传播特性的因素。本文的探讨,有利于从事"电路理论"和"电磁场"课程教学的教师加深对均匀传输线传播特性参数的理解。     

高速集成电路中多导体传输线的电磁参数提取与瞬态响应分析

本文在直线法中引入了一种新技术，将多层介质多导体结构的各层介质等效为级联的坪端口网络，介质层间导体等效为端口的电流源，从而大大简化了公式推导，方便了编程计算。