線束線纜電磁兼容分析

1、線束線纜電磁兼容分析Agenda線纜仿真原理與考慮ANSYS線束線纜電磁兼容分析線纜本體建模為何一般基于橫截面(Cross-section)進(jìn)行建模?一般傳播TEM模式可以考慮線纜的扭曲（Twist）可以考慮任意長度的線纜線纜模型仿真的中假設(shè)與考慮1.00E-006 1.00E-005 1.00E-004 1.00E-003 1.00E-002 1.00E-001 1.00E+000 1.00E+001 1.00E+002 F MHz3.65S (dB)-5.00ImpImportedd orted-15.00-25.00-35.00-45.00-55.00-65.00-75.00S11 an

2、d S21Simplorer_SmatrixCurve InfodB20(S11)B20(s21)當(dāng)線纜滿足如下條件時，線纜中的傳播模式是TEM模式，這 種模式下，電壓與電流的定義清晰并且唯一，此時可以使用橫 截面方法進(jìn)行分析橫截面形狀在線纜長度方向保持不變橫截面本身尺寸為電小尺寸線纜內(nèi)填充的介質(zhì)材料為單一材料電場和磁場矢量都位于橫截面內(nèi)通過橫截面的電流總量為0Quasi-TEM線纜中的電磁波傳播模式使用TEM或者準(zhǔn)TEM分析分析扭曲的平均效應(yīng)基于線纜與扭曲的尺寸定義兩個新的參數(shù)線纜的扭曲rcrtLprc = conductor radius (mm) rt = twist radius (m

3、m)Lp = twist pitch (mm)Normalize to 2 non-dimensional parameterspccrLrr12 t , 1 1: ,2 4 : 準(zhǔn)TEM區(qū)域:2 較 大1 較 小這樣軸向能量會盡可能小新定義的兩個參數(shù)對線纜的影響12Solenoidal Energy1%為了獲得準(zhǔn)確線纜扭曲效應(yīng)，沿著線纜方向應(yīng)該掃描多少個采樣點(diǎn)？奈奎斯特采樣率的獲取辦法？線纜扭曲的平均效應(yīng)0.00125.00250.00375.00rotz deg0.800.850.900.951.001.051.10Inductance uH/mInductance Per LengthM

4、axwell2DDesign1Curve InfoSetup1 : LastAdapMatrix1.L(A,A)tiveSetup1 : LastAdapMatrix1.L(B,B)tiveSetup1 : LastAdapMatrix1.L(C,C)tive1st 和2nd 諧波占據(jù)了絕大部分能量1st360deg2nd 180deg奈奎斯特采樣率= 90deg1.251.500.500.751.00FFT rotz0.00E+0000.000.252.00E-0074.00E-0076.00E-0078.00E-007Y1FFT Ind_per_Lengm1m2m341.00E-006 m

5、Maxwell2DDesign1Curve InfoFFT Matrix1.L(A,A)ImportedFFT Matrix1.L(B,B)ImportedFFT Matrix1.L(C,C)ImportedNameXYm11.59E-001 1.07E-007m23.18E-001 3.33E-008m34.77E-001 6.10E-009m40.00E+000 9.24E-007Harmonic Periods不同采樣率的對比0.00125.00250.00375.00rotz deg0.800.850.900.951.001.051.10Matrix1.L(A,A) uHOversam

6、pled Inductance SweepCurve InfoavgMatrix1.L(A,A)Setup1 : LastAdaptive0.924320deg0.00125.00375.00250.00rotz deg0.800.850.900.951.001.051.10Matrix1.L(A,A) uHMaxwell2DDesign1Undersampled Sweep1Curve InfoavgMatrix1.L(A,A)Setup1 : LastAdaptive0.95690.00375.00125.00250.00rotz deg1.0691.0691.0691.069Matrix

7、1.L(A,A) uHUndersampled Sweep0Maxwell2DDesign1Curve InfoavgMatrix1.L(A,A)Setup1 : LastAdaptive1.069180deg360deg低于奈奎斯特采樣1.06率9 :單位電感均值開始1.06變9 化0.00125.00250.00375.000.850.900.951.001.051.10Matrix1.L(A,A) uHMaxwell2DDesign1Nyquist Sampled SweepCurve InfoMatrix1.L(A,A)Setup1 : LastAdaptiveavg0.923790d

8、egNyquist0.80奈奎斯特采樣率:準(zhǔn)確地得到單位電rotz感de均g 值A(chǔ)genda線纜仿真原理與考慮ANSYS線束線纜電磁兼容分析線纜設(shè)計Toolkit集成在Q2D界面中，內(nèi)置ISO和AWG等線型規(guī)格全新的系統(tǒng)級線纜輻射仿真流程ANSYS R17.1加入了全新的線纜仿真方案通過HFSS, Q2D和電路仿真三者之間的動態(tài)鏈接，將線纜的系統(tǒng)級分析進(jìn)行分解。使用Q3D求解線纜的橫截面參數(shù)電路仿真求解實際負(fù)載條件下線纜中的電壓與電流HFSS求解線纜在真實空間路徑下的電磁輻射。線纜輻射分析： 從Q2D到HFSS軟件自帶詳細(xì)的線纜仿真教程教程位于軟件安裝目錄的Help文件夾中HFSS : Linked Field-Cable Network2D與3D電磁場方向映射映射完之后的線纜電磁場 分布ANSYS線纜系統(tǒng)仿真的優(yōu)勢能夠考慮各類負(fù)載和多段線纜，從而獲取真實電壓電流分布線纜本身無需在HFSS中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,只需提供路徑提供Cable Design Toolkits電壓電流映射可以考慮線纜扭曲，支持圖形化電磁場映射所有操作均在ANSYS Electronic De