多导体传输线系统电磁噪声的预测及抑制技术

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1、中图分类号：TM246论文编号：102870318-SX070学科分类号：080800硕士学位论文多导体传输线系统电磁噪声的预测及抑制技术研究生姓名娄千层学科、专业电气工程研究方向电力电子系统电磁兼容指导教师王世山副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringThePredictionandCancellationTechnologyofE

2、lectromagneticNoiseinMulticonductorTransmissionLinesAThesisinElectricalEngineeringbyLouQiancengAdvisedbyAssociateProf.WangShishanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所

3、知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位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、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：2018.03.29南京航空航天大学硕士学位论文1摘要多导体传输线是作为连接电气、电子设备的重要元件，在系统中占据不可忽视的地位，然而电磁能量无意的

4、耦合所带来的串扰问题也一直是传输线电磁噪声的主要来源。其中，远端串扰影响传输线连接的下级设备，严重时会影响信号的正常传递，导致系统的可靠性降低甚至功能失效，因而针对多导体传输线远端串扰噪声的抑制技术受到了广泛关注。目前研究者对传输线耦合电磁干扰的预测和噪声抑制已有一定量的研究，研究内容主要集中于耦合机理和串扰噪声的滤波法和补偿法，但这些方面的研究仍需进一步深入。为此，以多导体传输线为研究对象，本文开展了一系列研究，主要包括以下几个部分：1.根据有限元法给出传输线电磁参数的提取方法。基于横向电磁波的假设，建立传输线横向静电场模型和

5、时谐磁场模型，根据相关模型采用ANSYS有限元软件提取电磁参数；通过测试双导体传输线输入阻抗特性对该方法进行了验证。2.求解传输线方程并分析远端串扰特性和影响因素。建立多导体传输线模型，推导得到传输线方程，采用模量转换法得到通解，结合终端条件给出特解。基于该特解求解步骤并结合提取到的传输线电磁参数，分析了捆扎成束的多导体传输线，施扰线激励源的数量和相位差对受扰线远端串扰的分布情况，并给出了干扰最严重的受扰线的确定原则；分析了远端串扰的几个影响因素，其中线间距对远端串扰的影响较大，线束对地高度在一定范围内对远端串扰的影响变化不大，

6、并且还发现远端串扰是“电尺寸”的函数。3.给出一种在终端集成无源电路结构的串扰消除方法。线间电磁能量的耦合可以分为容性耦合和感性耦合，两者皆有各自的特性。分别对两种耦合的产生机理进行分析可以得到远端端口电压与近端施扰线电压源的关系，综合考虑之后即得到总串扰公式。据此，提出了RC电路、RL电路和RLC电路的三种无源电路结构以构造补偿串扰信号的电路网络，通过仿真和实验验证了该方法消除串扰的有效性。4.提出采用部分移相网络级联传输线的串扰消除方法。将传输线等效为一个多端口网络并采用一个网络传递函数表征其传递效应，进一步分析发现，当把两

7、段传输线通过一个部分移相网络级联起来，则能在一定程度上实现消除串扰的目的。该部分移相网络能够实现对施扰线电压进行一定的移相处理而对受扰线电压不作处理的功能。仿真和实验验证了该方法的有效性，并且还得到了移相角和两段线束长度比例的特性。关键词关键词：关键词：：：电磁噪声，多导体传输线，远端串扰，串扰消除航空科学基金(20142552023)，南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20160310)及中央高校科研业务经费专项资金资助。i多导体传输线系统电磁噪声的预测及抑制技术AbstractAsanimportan

8、telementconnectingelectricalandelectronicequipment,multiconductortransmissionlines(MTL)occupyapositionthatcannotbeignored.However,t