本發(fā)明公開(kāi)了一種場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法，屬于傳輸線電磁干擾測(cè)試的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電力電子設(shè)備高頻化、集成化的發(fā)展，線纜作為設(shè)備間信號(hào)、能量的傳遞者，其固有的耦合效應(yīng)又將外界電磁噪聲引入系統(tǒng)，進(jìn)一步惡化了系統(tǒng)電磁環(huán)境，降低系統(tǒng)的運(yùn)行性能。目前，線纜電磁噪聲測(cè)試的方法有混響室法、屏蔽室法、電波暗室法和大電流注入法等，雖這些測(cè)試方法精度較高，但存在測(cè)試實(shí)驗(yàn)成本高昂的問(wèn)題。本發(fā)明旨在在低成本且不乏有效性的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)試外施電磁場(chǎng)對(duì)多導(dǎo)體傳輸線的電磁干擾，即測(cè)試場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了一種場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法，采用成本較低的雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型即可實(shí)現(xiàn)傳輸線輻射敏感度的預(yù)測(cè)，解決了現(xiàn)有線纜電磁噪聲測(cè)試方法成本高昂的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法，在平行于待測(cè)試傳輸線的位置上架設(shè)一根與傳輸線為弱耦合的干擾線，干擾線的兩端分別接有信號(hào)源以及匹配阻抗，建立場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合模型和與之等效的雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型，初始化干擾線兩端接有的信號(hào)源后檢測(cè)待測(cè)試傳輸線的端口電壓。

作為場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，采用如下方法建立場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合模型和與之等效的雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型：

首先，采用具有集總源的2n端口網(wǎng)絡(luò)表示入射場(chǎng)激勵(lì)待測(cè)試傳輸線的多導(dǎo)體傳輸線耦合模型，建立taylor模型并確定待測(cè)試傳輸線端口的集總電壓和集總電流；

接著，采用2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)表示考慮干擾線耦合響應(yīng)的多導(dǎo)體傳輸線模型，建立以待測(cè)試傳輸線為觀測(cè)對(duì)象的具有集總源的2n端口網(wǎng)絡(luò)以構(gòu)建雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型，確定待測(cè)試傳輸線端口受干擾后的集總電壓和集總電流；

最后，在消除干擾線對(duì)待測(cè)傳輸線影響的條件下優(yōu)化建立雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型以使之與場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合模型等效。

作為場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法的再進(jìn)一步優(yōu)化方案，待測(cè)試傳輸線端口的集總電壓和集總電流為：

其中，l為待測(cè)試傳輸線的長(zhǎng)度，分別為待測(cè)試傳輸線近端端口電壓和近端端口電流，分別為待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓和遠(yuǎn)端端口電流，分別為待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口的集總電壓源和集總電流源，φtl(l)為待測(cè)試傳輸線的鏈參數(shù)矩陣。

再進(jìn)一步的，場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法中，待測(cè)試傳輸線端口受干擾后的集總電壓和集總電流為：

其中，φxl(l)為干擾線對(duì)待測(cè)試傳輸線的二次效應(yīng)，分別為待測(cè)試傳輸線對(duì)干擾線的一次響應(yīng)電壓和一次響應(yīng)電流。

更進(jìn)一步的，場(chǎng)多導(dǎo)體傳輸線耦合的輻射敏感度測(cè)試方法，采用如下方法在消除干擾線對(duì)待測(cè)傳輸線影響的條件下優(yōu)化構(gòu)建的雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型：根據(jù)干擾線和待測(cè)試傳輸線的弱耦合關(guān)系確定待測(cè)試傳輸線的耦合系數(shù)，并以特征阻抗為干擾線兩端的匹配阻抗，將干擾線對(duì)待測(cè)試傳輸線的二次效應(yīng)優(yōu)化為單位矩陣，待測(cè)試傳輸線端口受干擾后的集總電壓和集總電流優(yōu)化為：分別為優(yōu)化后的待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口的集總電壓源和集總電流源，令

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：本發(fā)明在與傳輸線平行的位置外加一根兩端接有一定幅值和相位的信號(hào)源的干擾線，建立雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線模型以求得干擾線對(duì)傳輸線的響應(yīng)，通過(guò)雙端口激勵(lì)下多導(dǎo)體傳輸線實(shí)驗(yàn)即可預(yù)測(cè)傳輸線輻射敏感度，該測(cè)試方法的測(cè)試精度與傳統(tǒng)測(cè)試方法的測(cè)試精度有5db左右的差距，即，本發(fā)明公開(kāi)的測(cè)試方法保持較高測(cè)試精度并降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為外施場(chǎng)激勵(lì)傳輸線具有集總源的2n端口網(wǎng)絡(luò)；

圖2為鏈參數(shù)矩陣構(gòu)成的2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)；

圖3為內(nèi)部激勵(lì)對(duì)多導(dǎo)體傳輸線影響的示意圖；

圖4為本發(fā)明等效模型建立的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖4所示，外施電磁場(chǎng)對(duì)傳輸線的影響可等效為無(wú)外施場(chǎng)的情況下外加一根兩端接有一定幅值和相位的信號(hào)源的干擾線對(duì)傳輸線的響應(yīng)，從而使成本高的傳輸線輻射敏感度預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)可轉(zhuǎn)化為成本較低的雙端口激勵(lì)下的多導(dǎo)體傳輸線實(shí)驗(yàn)。

1、如圖1所示，入射場(chǎng)激勵(lì)的多導(dǎo)體傳輸線可以等效為一個(gè)激勵(lì)源的傳輸線與位于z＝l處的集總電壓源和電流源表示，采用具有集總源的2n端口網(wǎng)絡(luò)表示并建立taylor模型，n為待測(cè)試傳輸線總數(shù)。

由傳輸線鏈參數(shù)矩陣組成的mtl端口的總電壓和電流表達(dá)式為：

其中，l為待測(cè)試傳輸線的長(zhǎng)度，分別為待測(cè)試傳輸線近端端口電壓和近端端口電流，分別為待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓和遠(yuǎn)端端口電流，分別為待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口的集總電壓源和集總電流源，φtl(l)為待測(cè)試傳輸線的鏈參數(shù)矩陣，φ11(l)、φ12(l)、φ21(l)、φ22(l)為待測(cè)試傳輸線鏈參數(shù)矩陣的各元素?？梢钥闯觯硕丝谂c遠(yuǎn)端端口之間存在著由鏈參數(shù)矩陣表征的函數(shù)關(guān)系。

2、外加一根兩端接有一定幅值和相位的信號(hào)源的干擾線時(shí)，干擾線和待測(cè)試傳輸線組成的2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，所對(duì)應(yīng)的由傳輸線鏈參數(shù)矩陣組成的mtl端口的總電壓和電流表達(dá)式為：

其中，分別為2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)中傳輸線近端端口電壓和近端端口電流，分別為2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)中傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓和遠(yuǎn)端端口電流，φ′11(l)、φ′12(l)、φ′21(l)、φ′22(l)為2(n+1)端口網(wǎng)絡(luò)中傳輸線鏈參數(shù)矩陣的各元素。

為了得到和taylor模型相似的鏈參數(shù)矩陣表達(dá)式，選取受擾線為研究對(duì)象，采用如圖3所示的具有集總源的2n端口網(wǎng)絡(luò)形式研究?jī)?nèi)部激勵(lì)對(duì)多導(dǎo)體傳輸線

的影響，待測(cè)試傳輸線端口受干擾后的集總電壓和集總電流可以表示為：

上式中uxt(l)和表示干擾線對(duì)所研究的傳輸線線束一次效應(yīng)即主要影響，фxl(l)表示干擾線對(duì)傳輸線的二次效應(yīng)。

欲要兩模型等效應(yīng)滿足以下兩個(gè)假設(shè)條件：

(1)干擾線激勵(lì)源對(duì)受擾線束的影響為弱耦合，即：

ki為第i根待測(cè)試傳輸線的耦合系數(shù)，即，干擾線距離傳輸線束越遠(yuǎn)，耦合系數(shù)越小，弱耦合的有效性越強(qiáng)，一般情況下，k<0.1即為弱耦合有效；l1i為干擾線與第i根待測(cè)試傳輸線的互感，l11為干擾線的自感，lii為第i根待測(cè)試傳輸線的自感。

(2)干擾線兩端接有匹配阻抗zc。在不考慮傳輸線情況下，匹配阻抗為干擾線的特征阻抗，lg為干擾線的自感。

在兩個(gè)假設(shè)條件下，干擾線對(duì)傳輸線的二次效應(yīng)фxl(l)為單位矩陣，說(shuō)明在干擾線上施加激勵(lì)源響應(yīng)時(shí)，激勵(lì)源對(duì)傳輸線的二次影響可以忽略，這時(shí)得到待測(cè)試傳輸線端口受干擾后的集總電壓和集總電流為：

3、經(jīng)過(guò)上述分析，由鏈參數(shù)矩陣組成的端口電壓和電流的表達(dá)式中可以看出，要使兩模型等效，需使：

分別為優(yōu)化后的待測(cè)試傳輸線遠(yuǎn)端端口的集總電壓源和集總電流源。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。