7電磁兼容原理預測

1、1第二講第二講 電磁兼容預測電磁兼容預測建建模與分析【模與分析【5 5】 2u 用放置在所求場域之外的假想電荷（既像電荷）等效的用放置在所求場域之外的假想電荷（既像電荷）等效的替代導體表面（或介質(zhì)分界面）上的感應電荷（或極化替代導體表面（或介質(zhì)分界面）上的感應電荷（或極化電荷）對場分布的影響，從而將電荷）對場分布的影響，從而將求解實際的邊值問題轉(zhuǎn)求解實際的邊值問題轉(zhuǎn)換為求解無界空間的問題換為求解無界空間的問題；u 理論依據(jù)是理論依據(jù)是唯一性定理唯一性定理 ；其實電像法的目的就是要湊出；其實電像法的目的就是要湊出若干個點電荷代替在分界面的感應電荷描述源所在空間若干個點電荷代替在分界面的感應電荷描

2、述源所在空間的電勢或電場分布，這符合唯一性定理。的電勢或電場分布，這符合唯一性定理。 u 根據(jù)唯一性定理，鏡像電荷的確定應遵循以下兩條原則：根據(jù)唯一性定理，鏡像電荷的確定應遵循以下兩條原則： 所有的鏡像電荷必須位于所求的所有的鏡像電荷必須位于所求的場域以外場域以外的空間中；的空間中； 鏡像電荷的個數(shù)位置及電荷量的大小由滿足場域邊界上鏡像電荷的個數(shù)位置及電荷量的大小由滿足場域邊界上的的邊界條件邊界條件來確定。給定幾何形狀的導體，就是要湊出來確定。給定幾何形狀的導體，就是要湊出若干個點電荷使得若干個點電荷使得分界面等勢分界面等勢。 3u模擬電荷法的基本思想模擬電荷法的基本思想就是在被求解的場域以外

3、，用一組就是在被求解的場域以外，用一組虛設的模擬電荷來等效代替電極表面的連續(xù)分布的電荷，虛設的模擬電荷來等效代替電極表面的連續(xù)分布的電荷，并應用這些模擬電荷的電位或電場強度的解析計算公式來并應用這些模擬電荷的電位或電場強度的解析計算公式來計算電場。計算電場。u模擬電荷的類型（例如點電荷、直線電荷、圓環(huán)電荷等）模擬電荷的類型（例如點電荷、直線電荷、圓環(huán)電荷等）和位置是由計算者事先根據(jù)電極的形狀和對場分布的定性和位置是由計算者事先根據(jù)電極的形狀和對場分布的定性分析所假設的，而模擬電荷的電荷值則由電極的分析所假設的，而模擬電荷的電荷值則由電極的電位邊界電位邊界條件條件通過解線性代數(shù)組確定。通過解線性

4、代數(shù)組確定。u當模擬電荷的電荷值確定后，場中任意一點的電位或電場當模擬電荷的電荷值確定后，場中任意一點的電位或電場強度就可以通過強度就可以通過疊加定理疊加定理由這些模擬電荷的電位或電場強由這些模擬電荷的電位或電場強度的解析計算公式進行計算。度的解析計算公式進行計算。u模擬電荷法的理論基礎是模擬電荷法的理論基礎是靜電場的惟一性定理靜電場的惟一性定理。 4 解析法解析法 解析法是指建立嚴格的解析法是指建立嚴格的偏微分方程或積分方程偏微分方程或積分方程并并對其求解的方法。對其求解的方法。 對偏微分方程進行嚴格求解的經(jīng)典方法是對偏微分方程進行嚴格求解的經(jīng)典方法是分離變分離變量法量法； 對積分方程進行嚴

5、格求解的方法主要是對積分方程進行嚴格求解的方法主要是變換數(shù)學變換數(shù)學法法。 近似法近似法：近似法也是一種解析法，但不是嚴格近似法也是一種解析法，但不是嚴格解析法。用近似法可以求解一些用嚴格法不能解解析法。用近似法可以求解一些用嚴格法不能解決的問題，用起來比較簡便。它所得的結(jié)果決的問題，用起來比較簡便。它所得的結(jié)果般般都表示為級數(shù)。在數(shù)理方法中主要的近似法有都表示為級數(shù)。在數(shù)理方法中主要的近似法有逐逐步逼近法、微擾法、變分法和迭代變分法步逼近法、微擾法、變分法和迭代變分法等。等。 5l電磁兼容模型描述電磁兼容模型描述 電磁干擾模型是對電磁干擾機理的理論和實驗分電磁干擾模型是對電磁干擾機理的理論和

6、實驗分析的數(shù)學描述。析的數(shù)學描述。 干擾源模型干擾源模型 干擾源的分類方法很多，同電磁兼容性預測技術干擾源的分類方法很多，同電磁兼容性預測技術相關的干擾源模型通常分為相關的干擾源模型通常分為3類：類： (1) 傳導干擾模型傳導干擾模型 (2) 有意輻射干擾源模型有意輻射干擾源模型 (3) 無意輻射干擾源模型無意輻射干擾源模型6 傳輸通道模型傳輸通道模型(傳輸耦合模型傳輸耦合模型) 電磁工程中較為實用的傳輸通道數(shù)學模型有電磁工程中較為實用的傳輸通道數(shù)學模型有8種：種： 天線對天線耦合模型；天線對天線耦合模型； 導線對導線感應模型；導線對導線感應模型； 電磁場對導線的感應耦合模型；電磁場對導線的感

7、應耦合模型； 電阻傳導耦合公共電阻傳導耦合公共(阻抗耦合阻抗耦合)模型；模型； 電容傳導耦合電容傳導耦合(電場耦合電場耦合)模型；模型； 電感傳導耦合電感傳導耦合(互感耦合互感耦合)模型；模型； 孔隙泄漏場模型；孔隙泄漏場模型； 機殼屏蔽效能模型。機殼屏蔽效能模型。 在實際的工程環(huán)境中，常常是多個傳輸通道并存。在實際的工程環(huán)境中，常常是多個傳輸通道并存。7敏感器模型敏感器模型 與電磁兼容預測密切相關的兩類敏感器是：由模與電磁兼容預測密切相關的兩類敏感器是：由模擬數(shù)字電路組成的擬數(shù)字電路組成的電子設備電子設備和以接收無線電波為和以接收無線電波為主要功能的主要功能的接收機接收機。 (1) 接收機敏

8、感模型接收機敏感模型 (2) 模擬數(shù)字電路敏感度模型模擬數(shù)字電路敏感度模型l 電磁兼容預測分析的步驟和作用電磁兼容預測分析的步驟和作用電磁兼容預測分析步驟電磁兼容預測分析步驟 對電磁干擾系統(tǒng)來說，不管它的影響因素多么復對電磁干擾系統(tǒng)來說，不管它的影響因素多么復雜，仍然要緊緊抓住雜，仍然要緊緊抓住電磁干擾三要素電磁干擾三要素原理，分析原理，分析系統(tǒng)各個層次中有幾個干擾源、幾個敏感器，并系統(tǒng)各個層次中有幾個干擾源、幾個敏感器，并對它們的傳輸通道進行分析。對它們的傳輸通道進行分析。 89分析計算步驟如下：分析計算步驟如下： 確定一個干擾源確定一個干擾源g1。 確定一個敏感器確定一個敏感器ri。 分析

9、確定分析確定g1對對ri可能存在的所有傳輸通道?？赡艽嬖诘乃袀鬏斖ǖ馈?對所有傳輸通道逐個分析計算對所有傳輸通道逐個分析計算g1傳輸?shù)絺鬏數(shù)絩i的干的干擾量。擾量。 對所有的干擾源對所有的干擾源g2,g3,gn分別重復步驟分別重復步驟(3)、(4)。 對敏感器對敏感器ri接收到的所有電磁干擾量進行綜合處接收到的所有電磁干擾量進行綜合處理，判斷敏感器在此環(huán)境中是否兼容，并確定對理，判斷敏感器在此環(huán)境中是否兼容，并確定對敏感器敏感器ri起決定干擾作用的主要干擾源。起決定干擾作用的主要干擾源。 10 電磁兼容預測分析的作用電磁兼容預測分析的作用 電磁兼容預測分析在電磁兼容工程中的作用電磁兼容預測分

10、析在電磁兼容工程中的作用主要表現(xiàn)在以下主要表現(xiàn)在以下4方面：方面： 在對已有系統(tǒng)測試時，一般只能測試系統(tǒng)在對已有系統(tǒng)測試時，一般只能測試系統(tǒng)的整體性能，而對系統(tǒng)內(nèi)部的局部電磁兼的整體性能，而對系統(tǒng)內(nèi)部的局部電磁兼容性能的測試往往無能為力。在已知設備容性能的測試往往無能為力。在已知設備電氣特性電氣特性(如干擾源特性、敏感器特性如干擾源特性、敏感器特性)參參數(shù)的情況下，預測和分析系統(tǒng)就能顯示出數(shù)的情況下，預測和分析系統(tǒng)就能顯示出其特有的優(yōu)越性。其特有的優(yōu)越性。 11 在設計階段，當修改某個設備的特在設計階段，當修改某個設備的特性參數(shù)性參數(shù)(如工作頻段或安放方位或信如工作頻段或安放方位或信號電纜走向號電纜走向)時，分析比較電磁干擾時，分析比較電磁干擾的變化，以改進電磁兼容設計的性的變化，以改進電磁兼