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(zhǎng)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(shí)，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(shí)可以使用橫 截面方法進(jìn)行分析橫截面形狀在線纜長(zhǎng)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(chǎng)和磁場(chǎng)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(gè)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(huì)盡可能小新定義的兩個(gè)參數(shù)對(duì)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(gè)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(duì)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(jì)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(jí)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(dòng)態(tài)鏈接，將線纜的系統(tǒng)級(jí)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(shí)際負(fù)載條件下線纜中的電壓與電流HFSS求解線纜在真實(shí)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(chǎng)方向映射映射完之后的線纜電磁場(chǎng) 分布ANSYS線纜系統(tǒng)仿真的優(yōu)勢(shì)能夠考慮各類負(fù)載和多段線纜，從而獲取真實(shí)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(chǎng)映射所有操作均在ANSYS Electronic De