基于电磁拓扑理论的场线耦合分析与仿真
2011-05-08柳海明王国栋
铁路计算机应用 2011年4期
柳海明,王国栋
(北京交通大学 电 子信息工程学院,北京 1 00044)
我国电气化铁道发展迅速,动车组、磁悬浮列车等把轨道运输能力提升到极限速度,列车电磁兼容性安全越来越引人瞩目。基于多导体传输线理论的BLT方程[1],旨在解决由电缆组成的复杂网络中干扰电压源和电流源在终端负载引起的响应。扩展的BLT方程[2],则在经典BLT方程的基础上加入了辐射电磁场对线路的耦合,从而引起终端负载产生干扰响应。本文通过一个场线耦合的实例进行建模,运用传输线理论,依据原始BLT方程的推导方法,重新推导了该模型下BLT方程的表达形式。运用扩展的BLT方程求解电磁脉冲在负载端的干扰情况,并与运用数值仿真软件得到的结果进行对比,证明了扩展的BLT方程的实用性。

图1 场线耦合模型
1 场线耦合模型
参考前人在这方面的研究模型[3],考察如图1所示的平行双线,端接终端阻抗为R1,R2的负载在强电磁脉冲作用下的瞬态响应。平行双线传输线的导线半径r,长度L,线间距为d,且平行于无限大的导电平面。传输线中线距离地面高度为h,源距离传输线的距离为r1。
为简化模型,便于理论分析,首先做如下的假设:(1)任何源、传输线、地平面以及场观测点之间的距离相对于波长来说必须足够大,以满足运用辐射和散射场的远场公式;(2)传输线的长度L与波长具有可比性,因此传输线必须考虑长线情况;(3)传输线位于无限大导电平面附近以消除传输线的天线模式响应,即共模电流的影响,只分析传输线模式电流。……
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