EMP对传输线的耦合仿真分析

ｄ ｚ ２ 一 ，— 。
具 仃 丰富 的频 半 分量 ，并伴 随 高瞬奁 助率辐 射 的特 点 。 自然界 巾 电放 电时 成千 发 爆炸 发生 时均 仃不 程 ｆ 霆电磁脉 冲 的产 生 。巾 Ｊ 具辐 射频 范 【 州 ， 电子 系统 中系统 Ｉ ＇ Ｈ ｊ ： 联线 缆 、机 箱 内瓦联线 缆 甚至 印制板 ｆ － ０ ９ 制线 都能成 为接 收 电磁 儿 水 冲 的 天线 ，瞬 态 电磁 场经 人 线 转 化为 瞬念 ｒ 电压 ，会造成 电 没衙 内部敏 感 器件熔 断 、 击穿及
武 中ｚ 和Ｙ 分 删 足线 缆 单位 长 度 的 阻抗 干 ｆ 】 导纳 ， ｚ＝Ｒ＋ ， Ｙ—Ｇ— ｊ ｏ Ｃ。Ｒ，Ｌ ，Ｇ和ｃ 分 别 是线缆 单 似 长瞍 的 电阻 ， 电感 ， 电 导和 电容 。巨 为瞬 念 ｝ 扰 场 。其 中传 播常 数 ， ： 、 。 （ ３ ） 、（ ４ ） 式 ｊ 传 统传 输 线波 动 方 很 相 似 ， 川 数 理 方挥 论 可 得 …结 果。 闭内文 献 人部直接 给 Ⅲ结果 ，这 赘述 。
Ｅ Ｌ Ｅ ＣＴＲ０ＮＩ Ｉ ＣＳ Ｗ ０ＲＬ Ｄ・
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Ｅ Ｍ Ｐ 对传输 线的耦合仿真分析
中国船舶 重工 集团公 司第七一 。研 究所 刘 燕
【 摘 要 】Ｅ ＭＩ （ 电磁 脉； 中） 对 线绳 的耦合 会造 成 电子设 备 的干扰 和毁 伤 本 文对 场线耦 合理 论模 型进 行 分析 ，借 助 电磁仿 真软 件ｃ ｓ Ｔ 建 立模 型 ，并得 到耦 合量 ，分析 了线缆 长度 、线缆 高度 及 负载 阻抗 时耦 合 电流 的影 响 ，发 现 了传输 线 对瞬 态信号 上升 时 间的延迟 作 用 、这 为工程 中
Ａｇ ｒ ａ ｗａ ｌ 的等 效擞 型 。
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１ ｆ ｌ Ｊ Ｅ Ｍ Ｐ ｛ ｉ 住作 用距 离 远 ，故模 ， ｛ 认为 外界 瞬态 电磁 场 为 ＴＥ Ｍ波 。Ａｇ ｒ ａ ｗａ ｌ 模 型 的简 之 处 把 分 布激励 源 设 为 电 源 。 电路 模 的 ｌ ￣ Ｌ ： ． ｌ ｉ ｌ ｌ ｌ 还 是传输 线 模型 ， 足将 外 界的 电磁场 激励 源 等效 为缚 ’ 个微 ． 无 里的 电压激 励源 ，这 就 址Ａｇ ｒ ａ ｗａ ｌ 模 型 的本 质 Ｉ Ｉ … 。 模 中似 定地 Ｉ ｆ ｌ ｊ 无限 大， 电路模 型如 ｌ 所， Ｊ ÷ 。
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１ 场线耦合模型分析
场线 耦 合摸 分 析方法 分 为两种 ：场 的 方法 和路 的方 法 。场 的 方法 基 于Ｍａ ｘ ｗ ｅ ｌ ｌ 方程 组 ，场 汁算 需 要对 汁算 区域进 行 网格 划分 ， 离敞 的支 屯 ＃ 方 程变成 庞 人的 阵 氍 ，解 矩阵 方程 最 后得 到 结 。此 法较 为 严 密， 但 人矩阵 汁算 杂 ，要 求计 算 机 资源较 多。 路 的 法 毯 ］ 传 输线 方 ，采 Ｊ ＿ ｆ Ｊ － ； ） － ４ １ ｉ 参数 理论进 行 推 导，物 邱 模 Ｊ 解 ，是 目前 学术 Ｉ 流 的 分析 思路 。 针 对路的 ， Ｊ 法中设置不 『 叫激 肋 源 的 Ｉ ｈ Ｊ ，Ｔ ａ ｙｌ ｏ ｒ 、Ａｇ ｒ ａ ｗａ ｌ 和Ｒ ａ ｃ ｈ ｉ ｄ ｉ 分 别提 出 ＇ ｒ ３ 种 的 化输 线 耦 合模 型 。 小 节 简 婴 介绍
］ 祥 折 汁珏 ，缺 少数值 仿真 验 证 本文 ｛ 要Ｉ ： 作 足基 十Ｃ Ａ Ｅ 仿 软 什进 计 锥 ．物理 模型 更加 贴近 １ 一 实 际，得 到可 信可 刚 的耦 合 分析 Ｊ 椭 合电流影 响 因素 ，发 现 了传输 线对 瞬态 信 号 ｝ 升时 的 延迟 作川 ，这 对 Ｅ ＭＰ 加嘲 设 汁提 供币 的指 导和参 考 。
门锁 等失 效 式 …，进而 导致 ｆ ｕ了系统 功能 崩溃 。 晌， 宿 １ 集 成 、高密 度 的硬 件系 统 、 俞获 得广 泛应 川 ，同 时也 对 品瑚 ： 境 迓』 、 ｌ ｆ 牛 提Ｌ ｛ Ｊ 了更 ｌ ｌ １ １ Ｊ ： 刻 的要求 。电 产 品耐受 电磁 脉冲 的 能 力也ｆ １ 产， ｌ Ｉ ｆ 】 设计 的 哭键考 虑之 。产 ｍ ｉ ｉ Ｅ ＭＰ ） ￣ Ｎ 固 设计选 型仃 赖 Ｊ 埘Ｅ ＭＰ 的线缆 耦 合机理 进 行研 宄。 对 ］ 电磁脉 冲 电磁场 剑线 缆 的耦 合 题 ，国 内外 的研 究手 耍 ｝ 。
２ 基＝ Ｊ ＝ ＣＳ Ｔ 分析的Ｅ ＭＰ 作用下线缆端 口耦合量仿真研 究
目前闺内计并场线 合的文章 人都采用上 的解折力 ‘ 法计算 １ 。本文 另辟蹊径 ，采Ｊ － Ｉ ｛ Ｃ Ｓ Ｔ 软什仍 来得到耦合硅。Ｃ Ｓ Ｔ 软什 装包含８ 个工作 窀 ，除 了完成微波 、天线仿真外，还覆盖丁扳级 、机 箱机柜级和 系统绒 的 电磁兼容仿真 『 几 Ｊ 题 它 ４ 仅集成ＨＦ Ｓ Ｓ 、Ｆ Ｅ ＫＯ中的ｆ 『 厄（ Ｆ Ｅ Ｍ） 、矩量 法（ ＭＯ Ｍ） 等算法，还推出 ｊ － ， 目ｊ 勺 手流算法——时域仃限ｆ ｝ ！ 分ｆ Ｆ Ｉ Ｔ １ 。 Ｃ Ｓ Ｔ 软 件 场 线 耦 合 仿 真 相 关 的工 作 仃Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ Ｔ ＿ 作 室 和 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｓ ２ 作 室。 利厂 ¨ Ｔ Ｌ Ｍ求解 器 （ 基于 多导 体传 输线 理 沦 ）进 行工 作 室 Ｈ仿真 ， 即 ¨ Ｊ ‘ 甜剑结 果 。 在Ｃ Ｓ Ｔ － Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ３ ７ ２ 作宅 （ 分柿 参 数模 型 ）绘 制 … 线 模 犁 ，用 有 限 人矩彤 理想 导体板 模拟 夫地 ，如 ２ 所示 。
Ｅ ＭＰ Ｔ ） ￣ 固设 计提 供重要 的 选型 参考依 据
【 关键词 】 Ｅ ＭＰ ；Ｃ Ｓ Ｔ；场线耦合
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一
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０ 引 言
Ｊ ２ ｒ
（ ３ ）
（ 、 ４ ＿ ｒ ）
电磁 脉冲 （ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ）址 ‘ 种时 域瞬 态 电磁场 。