基于时域blt议程的屏蔽电缆电磁干扰特性研究

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1、国内图书分类号：TMl5国际图书分类号：621．38西南交通大学研究生学位论文年级：2Q!!级姓名：廑匾娟申请学位级别：亟±专业：电磁场皇邀选撞盔指导教师：廛盛教拯二。一四年五月十九日密级：公开ClassifiedIndex：TM15U．D．C：621．38SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYOFELECTROMAGNETICINTERFERENCECHARACTERISTICSOFSHIELDEDCABLESBASEDONTIME·DOM

2、AⅣBLTEQUATIONSGrade：2011Candidate：TangLijuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：ElectromagneticFieldsandMicrowaveTechnologySupervisor：Prof．LiaoChengMay．19，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授

3、权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密嘭使用本授权书。(请在以上方框内打“4”)学位论文作者签名：唐翮烟指导老师签名：鸭嵋日期：加／哏S．幽Et其YJ：沙f尹、5、易‘西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：文章首先结合FDTD方法和基于时域BLT方程的传输线理论对多导体传输线进行了理论分析，并推导出了传输线上电压电

4、流响应的计算公式。针对双绞线的特殊结构，将单线与双绞线一起看成一组按特定方式级联的均匀多导体传输线，采用基于时域BLT方程的传输线理论进行求解，对双绞线的扭绞节点采用两线混合迭代的方法进行修正，提高了双绞线上时域响应的计算精度。然后通过仿真得到了单线与非屏蔽双绞线的时域串扰响应、单线与屏蔽电缆的时域串扰响应和屏蔽双绞线对空间电磁波的耦合响应。在单线与非屏蔽双绞线的串扰模型中，将数值仿真结果与商业软件仿真结果进行了对比，验证了算法的正确性，分析了绞环个数的变化对非屏蔽双绞线的影响。在单线与屏蔽双绞线的串扰

5、模型中，分析了距地高度、电缆长度和激励源变化时，屏蔽双绞线上电压电流响应的变化。在屏蔽双绞线的耦合问题中，分析了空间电磁波入射角、屏蔽双绞线长度、距地高度变化时，屏蔽双绞线皮电流响应、屏蔽层和芯线终端电压响应的变化。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名

6、：J寓厢妫日期：加烨j．彤西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要电缆作为连接电子电气设备和系统的枢纽，用于实现不同系统之间信息和能量的有效传输。随着电子电气设备的高速发展，电磁环境目趋复杂。当电缆上通有电流时，会在其周围的线缆上产生串扰，且当电缆受到外界电磁波照射时会在其表面产生感应电流，从而在线缆连接的终端设备和电路中产生电磁干扰。为了保证电子电气设备和系统的正常工作，研究电缆的电磁干扰特性已成为工程电磁兼容中最为迫切需要解决的重要问题之一。电缆的电磁干扰计算是电磁兼容预测技术中的一个重要方面，因此

7、研究屏蔽电缆的电磁干扰问题具有实际应用价值。本文首先介绍了FDTD方法和基于时域BLT方程的传输线理论的基本原理，对多导体传输线之间的串扰问题进行了理论分析和公式推导。其次建立了单线和非屏蔽双绞线串扰模型，对其进行了理论分析。采用基于时域BLT方程的传输线理论求解非屏蔽双绞线上的时域串扰响应，对双绞线的扭绞节点采用两线混合迭代的方法进行修正，从而提高了计算精度。对单线和非屏蔽双绞线的串扰进行了数值仿真，并将仿真结果和商业软件仿真结果进行了对比，验证了算法的正确性。然后建立了单线与屏蔽电缆串扰模型，对其进

8、行了理论分析。对单线和屏蔽电缆的串扰进行了数值仿真，得到了单线和屏蔽电缆上的时域电压电流响应，分析了距地高度和电缆长度变化时，单线和屏蔽电缆上电压电流响应的变化。最后建立了屏蔽双绞线耦合模型，应用细导线FDTD方法求解得到屏蔽双绞线屏蔽层的电压和电流响应，然后通过基于时域BLT方程的传输线理论进行求解，得到屏蔽双绞线芯线上的时域电压电流响应。对空间电磁波照射屏蔽双绞线的耦合问题进行了数值仿真，仿真结果表明屏蔽双绞线具有良好的抗电磁干扰特性。