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《分析端接频变负载的多导体传输线fdtd新方法_吴振军》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------分析端接频变负载的多导体传输线FDTD新方法_吴振军第58卷第9期2009年9月100023290Π2009Π58(09)Π6146206物 理 学 报ACTAPHYSICASINICAVol.58,No.9,September,2009ν2009Chin.Phys.Soc.分析端接频变负载的多导体传输线FDTD新方法吴振军1)2)
2、??3 王丽芳 廖承林1)1)1)(中国科学院电工研究所,北京 100190)2)(郑州轻工业学院电气工程学院,郑州 450002)(2008年11月25日收到;2008年12月23日收到修改稿) 提出了一种新的有效求解端接频变负载的时域有限差分法(FDTD).该方法将频域导纳经矢量匹配后以有理式表示,通过逆傅里叶变换将其转换到时域,基于分段线性递归卷积法,推导出该导纳两端的电压和电流关系,将其代入到传输线FDTD模型中,得到了求解端接频变负载多导体(MTL)传输线FDTD的一般公式.对一典型电路进行了仿真,和以状态变
3、量法求解任意负载的结果进行了对比,两者基本重合,——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------说明该方法用来求解频变负载是有效的.关键词:多导体传输线,分段线性递归卷积,时域有限差分法,任意负载PACC:4110,711011引 言来越密集,印刷线路板越做越小,信号时钟频率越来越高,各种电气电子设备与系
4、统之间及其内部自身的干扰已成为电磁兼容(electromagneticcompatibility,EMC)所面临的一个重要课题.作为电磁兼容预测的一个重要工具,传输线理论已经在高压传输线对通信线路干扰预测以及大规模集成电路电磁兼容性能预测中得到广泛应用.时域有限差分法(finitedifferencetimedomain,FDTD)是一种分析多导体传输线(multiconductortransmissionlines,MTL)暂态反应的常用方法.由于简单灵活,广泛应用于分析非均匀和频变传输线.FDTD能够分析非线性元件和
5、线性集总参数网络,处,,无.基于Pspice的传输线模]能够准确仿真传输线的瞬态过程,分析任意端接的电路,但不能分析有损耗的、参数为频变的传输线,非均匀传输线的分析也不方便,并且不能确定传输线上任一点的电压和电流,因此其应用范围有限.而在实际传输线负载中大多为频变负载(参数[6]——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------------
6、-----------随频率变化),比如电力系统中的电机和变压器,电子线路中的ECU单元[8][9][7],集成电路中的某些元件等.对这类元件需测量其频域阻抗或导纳,采用矢量匹配法对阻抗或导纳进行拟合,得到以极点和留数表示的有理函数式,然后以电路来表征这些[10]元件.FDTD在电磁场求解中有广阔的应用,文献[11,12]基于分段线性电流密度卷积法分析了离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,并指出分段线性递归卷积比一般卷积法具有更高的精度.文献[13]基于分段线性递归卷积法分析了金属材料的特理复杂的传输线网络和外界电磁
7、场激励,可以获得线上任意点的电压、电流波形[1—3].FDTD求解传输线方程时由于端部电压和电流在空间和时间上不同步,需单独处理,因此对处理复杂网络时较困难.文献[3]——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------采用状态变量法推导了端接任意负载的FDTD方程,但只对电容和带电阻的电感并联支路进行了仿真
8、,如果端接负载电路结构复杂,则列写状态方程困难,求解矩阵复杂,未见到采用该方法分析复杂线性电路的文献.文献[4]对非线性负载进行了分析,但非线性元件的电压和电流关系是已知的.但在多性,文献[14]基于分段线性递归卷积法推导了单端口和双端口任意线性集总网络的电场和电流关系,并和Z变换的结果进行了对比.基于上述文献的思路
