EMC分析方法与计算模型PDF电子书下载

第一部分 开篇语 3

第1章　电磁兼容分析与建模概述 3

1.1　建模的概念 3

1.2　模型的可应用性 5

1.2.1　实验模型的可用性举例 5

1.2.2　用非实验方法验证模型的可用性 5

1.3　电磁学分析建模 6

1.4　EMC建模：历史回顾 6

1.5　EMC建模的考虑 7

1.5.1　EMC问题分类 7

1.5.2　EMC模型中的信号类型 10

1.5.3　建模限制 12

1.6　什么问题该建模，建模对什么问题有用 13

参考文献 13

习题 14

第2章　EMC建模中的系统分解 17

2.1　将建模分析方法应用于EMC 17

2.1.1　系统设计阶段 18

2.1.2　系统结构设计阶段 18

2.1.3　EMC验证阶段 18

2.1.4　模型分析应用总结 19

2.2　系统拓扑描述 19

2.2.1 电磁拓扑 19

2.2.2　系统间电磁影响 22

2.2.3　基于电磁拓扑的EMC逻辑设计的一般原理 24

2.3　建模精确度 24

2.3.1　分析中的固有误差 24

2.3.2　分析中的精度均衡 24

参考文献 25

习题 25

第二部分　低频电路模型 31

第3章　集总参数电路模型 31

3.1　概述 31

3.2　电路中的传导干扰 31

3.2.1　戴维南定理和诺顿定理 31

3.2.2　无源二端网络 33

3.2.3　有源电路的二端口模型 38

3.2.4　多端口网络 40

3.2.5 电力系统中的传导干扰举例 41

3.3 电磁场在电路中引起的干扰 46

3.3.1　磁场耦合 46

3.3.2　电场耦合 51

3.3.3　低频电磁场耦合 55

3.3.4　减小低频干扰耦合的一般方法 57

3.3.5　减小电容耦合的具体方法 58

3.3.6　减小电感耦合的具体方法 60

3.4　公共接地回路引起的干扰 61

3.5　电路模型的高频推广 64

参考文献 65

习题 66

第三部分 高频宽带耦合模型 73

第4章　线天线的辐射模型 73

4.1　概述 73

4.2　时谐辐射电磁场 74

4.2.1　总论 74

4.2.2　单元辐射 75

4.2.3　分布源辐射 78

4.2.4　环境中存在其他物体时的偶极子辐射 86

4.2.5　磁场分量的估算 98

4.3　频域电磁场的接收与散射 98

4.3.1　一般出发点 98

4.3.2　细导线近似解 98

4.4　电场时域积分方程 100

4.4.1　概述 100

4.4.2　微积分方程 100

4.4.3　有损耗地面上的导线 101

4.4.4　时间域细导线的EFIE数值解 102

4.5　奇点展开法 102

4.5.1　基础 102

4.5.2　SEM法的数学表述 104

4.5.3　天线电流的SEM表示 105

4.5.4　散射电流的SEM表示 106

4.5.5　辐射场的SEM表述 106

4.5.6　散射场的SEM表述 107

4.5.7　SEM法应用于天线近似分析举例 107

参考文献 110

习题 113

第5章　孔缝辐射、绕射和散射模型 117

5.1　概述 117

5.2　经孔缝透入的电磁场 118

5.2.1　标量绕射理论 118

5.2.2　一般矢量场绕射 123

5.2.3　远区矢量场的绕射 125

5.2.4　孔缝积分方程 126

5.2.5　孔缝的等效区间 129

5.3　长天线辐射 131

5.4　低频近似 131

5.4.1　偶极矩 131

5.4.2　孔缝极化能力 132

5.5　孔缝的宽带和瞬态响应 134

5.5.1　宽带响应 134

5.5.2　时域直接计算解 136

参考文献 136

习题 137

第四部分　传输线模型 143

第6章　传输线理论 143

6.1　传输线模型概述 143

6.1.1　集总的和分布的电路参数 143

6.1.2　集总和分布激励源 144

6.1.3　双导体和多导体系统 144

6.1.4　传输线和天线的响应模式 145

6.1.5　双导体系统的电报方程 146

6.2　频域响应 148

6.2.1　双导体传输线电报方程的解 148

6.2.2　集总源激励的传输线 152

6.2.3　传输线终端：电压反射系数 153

6.2.4　端接传输线的一般解 153

6.2.5　有限长的有负载传输线上的响应 155

6.2.6　多导体传输线 157

6.2.7　多导体传输线的BLT方程 165

6.2.8　多导体传输线的链路参数 167

6.2.9　多导体传输线模型应用举例 167

6.3　时域传输线响应 168

6.3.1　时谐激励源 168

6.3.2　非正弦传输波 168

6.3.3　频域和时域的解析变换 169

6.3.4　频域和时域解的数值变换 170

6.3.5　时域的电报方程数值解 170

6.3.6　时域的电感和电容终端 171

6.3.7　时域的Bergeron图解法 172

6.3.8　电磁瞬态响应编程（EMTP） 176

6.4　传输线电感参数确定 178

6.4.1 电感测量 178

6.4.2　电感参数的理论分析 179

6.5　传输线电容参数的确定 183

6.5.1　电容参数的测量 183

6.5.2　电容参数的理论分析 184

6.5.3　静态电容的计算 185

参考文献 193

习题 195

第7章　应用传输线理论分析电磁场的耦合 202

7.1　概述 202

7.2　双线传输线 204

7.2.1　具有外激励源的电报方程推导 205

7.2.2　电报方程的其他形式 209

7.2.3　传输线电流和电压解 212

7.2.4 BLT方程——负载电流和电压的解 213

7.2.5　平面波激励下的负载响应 213

7.2.6　传输线响应举例 215

7.3　理想导电平面上的单导线 217

7.3.1　电报方程推导 217

7.3.2　用电报方程求负载上的响应 221

7.3.3　平面波激励下的负载响应 222

7.3.4　耦合作用评估 223

7.3.5　非平面波激励的负载响应 224

7.4　高谐振结构分析 227

7.4.1　单线传输线 227

7.4.2　多导线推广 229

7.5　传输线辐射 230

7.5.1　互易原理 230

7.5.2　传输线辐射 231

7.5.3　传输线辐射举例 232

7.6　传输网络 233

7.6.1　用戴维南定理分析网络 234

7.6.2 网络BLT方程推广 236

7.7　有非线性负载的传输线 237

7.7.1　Volterra积分方程 237

7.7.2　具有非线性负载的单导体传输线举例 238

参考文献 240

习题 242

第8章　损耗大地上的传输线效应 247

8.1　概述 247

8.2　电报方程推导 247

8.2.1　全电压方程 248

8.2.2　散射电压方程 251

8.2.3　导体的终端 252

8.2.4　电报方程的解 253

8.3　单位长传输线参数 253

8.3.1　传输线等效电路 253

8.3.2　接地阻抗的频域解形式 254

8.3.3　接地阻抗的时域解形式 256

8.4　平面波的传输与反射 257

8.4.1　平面波在大地的传输与反射 257

8.4.2　大地对瞬态场的反射 261

8.5　地面上传输线响应举例 264

8.5.1　大地导电率影响 265

8.5.2　入射角的影响 266

8.5.3　随传输线架设高度变化规律 267

8.6　埋地电缆 268

8.6.1　严格求解外电磁波对埋地电缆的影响 269

8.6.2　传输线近似 271

8.6.3　TL解的简化近似 272

8.6.4　计算无限长埋地电缆的感应电流响应举例 273

8.6.5　有限长埋地传输线的情形 274

参考文献 276

习题 277

第五部分 屏蔽建模 283

第9章　屏蔽电缆 283

9.1　概述 283

9.2　基本的屏蔽电缆耦合 284

9.2.1　转移阻抗和转移导纳定义 285

9.2.2　Z′t和Y′t的相对重要性 285

9.3 电磁场经实圆柱导体屏蔽的耦合 286

9.3.1　转移阻抗 286

9.3.2　转移导纳 287

9.4　编织网屏蔽模型 287

9.4.1 电磁场在编织网屏蔽上的透射和绕射 288

9.4.2　单孔激励 289

9.4.3　多孔激励 290

9.4.4　孔缝极化方程 291

9.4.5 用编织参数表示编织网屏蔽的转移阻抗和转移导纳特性 292

9.4.6　编织网屏蔽转移阻抗公式改进 293

9.4.7　磁场轴向分量效应 299

9.4.8　编织网屏蔽转移导纳的其他表达方式 300

9.5　编织网电缆响应计算 300

9.5.1　外部传输线 300

9.5.2　内激励源 302

9.5.3　内负荷响应 302

9.5.4　屏蔽电缆系统举例 303

9.6　屏蔽不连续的电缆 305

9.6.1　简介 305

9.6.2　电缆连接器 308

9.6.3　尾线终端 309

9.6.4　不连续屏蔽 309

9.6.5　屏蔽不连续的电缆举例 309

参考文献 313

习题 314

第10章　屏蔽 316

10.1　概述 316

10.2　屏蔽的一般概念 316

10.3　屏蔽机制 318

10.3.1　静态场屏蔽 318

10.3.2　时变场屏蔽：涡流屏蔽 322

10.3.3　频率依赖性屏蔽总结 329

10.4　体屏蔽 329

10.4.1　封闭、均匀金属导体屏蔽 329

10.4.2　封闭金属网屏蔽 336

10.5　非平面波的屏蔽 338

10.5.1　近场屏蔽概述 338

10.5.2　两个环路间的屏蔽 338

参考文献 340

习题 341

附录A　物理常数表 342

附录B　矢量分析和函数 344

附录C　单位长度线参数 347

附录D　接地电阻参数 351

附录E　同轴电缆和连接器数据 354