高频电磁环境下双绞线的耦合特性仿真与分析-论文.pdf

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1、第15卷第4期信息工程大学学报V01．15NO．42014年8月JournalofInformationEngineeringUniversityAug．2014DOI：10．3969／j．issn．1671-0673．2014．04．007高频电磁环境下双绞线的耦合特性仿真与分析王利萍，周东方，饶育萍，侯德亭，韩晨(1．信息工程大学，河南郑州450001；2．防空兵指挥学院，河南郑州450052)摘要：通过分析一段集总源激励的平行传输线，推导出一种BLT方程的改进形式，将平面波照射下的双绞线等效成两终端集总源

2、激励的平行传输线的特殊级联，利用改进的BLT方程对双绞线的电磁耦合特性进行计算与分析，获得了双绞线对外界电磁波的耦合规律。结果表明，在高频电磁环境下，双绞线抗电磁干扰能力下降，对外界电磁场的耦合强于相同条件下的平行传输线，且其电磁耦合特性与电磁频率、线的长度、间距、入射波的入射方式密切相关。关键词：BLT方程；双绞线；电磁耦合中图分类号：TM15文献标识码：A文章编号：1671-0673(2014)04-0425-05ModelingandSimulationofTwisted-PairLineinHFEMEn

3、vironmentWANGLi—ping，ZHOUDong．fang，RAOYu—ping，HOUDe—ting，HANChen(1．InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450001，China；2．AirDefenceCommandCollege，Zhengzhou450052，China)Abstract：AmodifiedBLTequationisproposedbyanalyzingasectionoflumped—source—excitedtwo-wi

4、relineinordertocalculatetransmissionlineloadresponse．Twisted—pairlineexcitedbyplanewaveissimulatedusingmodifiedBLTequationbasedonthespecialcascademodeloftwo—wireline．Thecouplingrulesareobtainedwhentheelectr0magneticwavesareincidenttothetwisted-pairline．Resul

5、tsshowthatinhigh一~equencyEMenvironment，theEMI—freecapability0ftwisted·pairlinede—gradesgreatlyandcouplesmoreenergycomparedwithtwo-wirelines．Moreover，theelectromagneticcouplingcharacteristicsarecloselyrelatedtotheelectromagnetic~equency，thelinelength，inter-va

6、l，andincidentmodes．Keywords：BLTequation；twisted—pairline；EMcoupling0引言在低频电磁环境下双绞线具有优良的抗干扰能力，因此网络设备之间的互联广泛采用双绞线电缆，但是在高功率微波等高频电磁环境下，双绞线对外界电磁场的响应以及抗干扰能力还不是十分清楚，因此研究双绞线在高频电磁环境下的耦合特性显得尤为必要。文献[1-2]将双绞线视为多段均匀传输线以特殊方式的级联，并利用广义二端13理论分析了双绞线与其它线缆之间的串扰，建立的双绞线模型较为简单，但没有研

7、究双绞线对外界电磁场的耦合特性；文献[34]采用基于传输线理论对双绞线串扰和终端响应进收稿日期：2013-11-27；修回日期：2014-04—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(61201056)；国家863计划资助项目(2011AA1372)作者简介：王利萍(1983一)，女，博士生，主要研究方向为高功率微波技术，E-mail：liping_819@126．corn；周东方(1963一)，男，教授，博士生导师，主要研究方向为电磁与微波技术。426信息工程大学学报行了分析；文献[5]使用FDTD法计算了双

8、绞线特性；文献[6]将双绞线视为双螺旋结构，研究了双绞线对电磁脉冲的耦合特性，但没有对双绞线的高频特性作详细的探讨，其高频特性不明确。1改进的BLT方程(4)，叫嚣1--T-．／xs]㈩+：+l}：：i妄一—：一I0x结点1激励点xL观察点结点2结点I结点2图2等效传输线图1集总源激励的平行传输线记入射电压向=，反射电压向量=Ivr~1，传输矩阵P=㈩6式合并为传输矩阵方程：V=JP+