舱室内线缆电磁辐射环境仿真与分析*
2014-12-02
舰船电子工程 2014年12期
(海军驻沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室 上海 200129)
1 引言
当前,各种系统平台,特别是水下平台的舱室内布置了大量的电子机柜和线缆线束,为了使各电子设备均能兼容工作,必须保证各设备具有良好的电磁兼容性,并提供一个良好的电磁环境[1~5]。
长期的实践证明,对水下平台电磁兼容构成主要威胁的问题是低频电磁干扰,特别是各种线缆线束的低频电磁辐射,大功率的线缆会在舱室内产生低频电磁场,频率从几十赫兹到几十千赫兹,超过一定限值会影响舱内的敏感系统,如声纳。
为了准确预报大功率线缆在舱室内产生的电磁环境,本文开展了线缆建模方法和低频辐射环境仿真方法的研究。
2 计算原理分析
水下平台舱室内线缆是一种极精细的结构,如图1所示,除了结构复杂的金属结构外,线缆还含有不同种类的绝缘材料,如果采用MoM 建模求解会剖分出大量的网格;若果在加上舱壁等金属结构所产生的网格,求解未知量剧增。针对此难题,可采用传输线法(MTL)[6~8]来模拟各种电缆,通过电子电路法计算出线缆上的分布电流,然后通过MoM 计算线缆所产生的辐射场。
基于MTL+MoM 法的线缆电磁环境计算[9~11]步骤如下:
1)计算线缆的等效LC矩阵;
2)采用集总电路模型在Spice中建立线缆的MTL模型,包括电缆两端的电路;
3)采用Spice计算MTL 模型,确定沿线缆电流分布;
4)将MTL计算的传输线电流转换成全波计算方法MoM 所采用的外加电流源;
5)采用MoM 计算低频线缆在舱室内的辐射电磁环境。……
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