一种电磁兼容建模方法技术

本发明专利技术属于电磁兼容领域，主要解决了电磁兼容分析建模的复杂性问题。设计了一种通过端口与外界联系的统一封装的电磁兼容建模方法，它利用多端口网络来对干扰源、传播途径和敏感器进行统一描述。将干扰源、传输途径和敏感器均视为黑盒子，该黑盒子通过端口同外界联系，任何一个能够让系统同外界发生电磁能量关系的窗口都被定义为一个端口。本方法与传统的电磁兼容建模方法相比，具有一致性和易组合的特点。本发明专利技术具有很强的实用价值，能够应用到不同级别的电磁兼容分析当中，在电磁干扰抑制、电磁兼容性能分析评估、电磁防护等领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁干扰与电磁兼容分析方法，特别是一种电磁兼容建模方法，可应用于系统级、设备级、电路板级等不同级别的电磁兼容性能分析中。
技术介绍
电磁兼容模型是对电磁干扰机理和实验分析的数学描述，是进行电磁兼容预测分析的基础。按照电磁干扰三要素原理，干扰模型分为干扰源模型、传输途径模型和敏感器模型。从层次上，电磁兼容性分析一般可以分为系统级、设备级和电路板级三个层次，因为各层次对象的针对性较强，其分析方法和建模方法也会有较为明显的区分。第一个层次是板级的电磁兼容预测，需要建立PCB板的电磁行为模型；第二个层次是设备的电磁兼容预测，例如多芯线、驱动器等电子电气部件本身的电磁兼容预测，以及设备与设备之间的电磁兼容预测，需要建立多导体传输线、线性与非线性负载的模型；第三个层次是系统级的电磁兼容预测，针对例如飞机、舰船、导弹、飞船等装有多种复杂电子电气设备的系统进行电磁兼容预测，需要建立大系统的电磁兼容模型及电波的空间传播模型。传统的电磁兼容模型易于理解，但是不能全面反映干扰产生、传播和形成的过程；另外，对于不同级别的电磁兼容分析，其建模方法多种多样，难以做到很高的通用性，不利于电磁兼容技术的进一步发展。
技术实现思路
为了克服现有电磁兼容建模方法的不足，本专利技术提供一种新的电磁兼容建模方法，称为电磁兼容的一致性建模方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种电磁兼容建模方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，将干扰源、传输途径和敏感设备这三要素进行封装。传统的电磁兼容建模方法是将电磁干扰三要素分别进行建模，而本方法用多端口网络来统一描述干扰源、传播途径和敏感器的模型。将干扰源、传输途径和敏感器均视为黑盒子，该黑盒子通过端口同外界联系。第二步，确定封装后模型的端口。封装后的模型通过端口与外界进行联系。任何一个能够让系统同外界发生电磁能量关系的窗口都被定义为一个端口。模型的所有端口都是双向的，即包含输入与输出。当实际系统在某一端口只可能产生能量输入或者能量输出时，可退化为单向端口。端口不仅包含传统意义上的信号的输入输出口，比如天线、信号接口、电源接口等；而且包含孔缝、非理想材料透波等能量交互途径。第三步，建立模型。确定模型的端口类型就是找到模型各端口的输出同输入的函数表达式和函数参数。按照模型实体的类型可以将端口类型分为电路端口，电磁端口和混合端口三类。电路模型的建立主要根据电路的类别来实施，电路建模的理论和方法相对比较成熟。电磁模型的建立主要是根据电磁场的物理性质，通过一组微分方程或积分方程，并根据边界条件来确定。电磁场的边界值问题求解归纳起来有3种方法：第一种是解析法，第二种是近似法，第三种是数值法。混合模型的建立需要结合电路模型的分析方法和电磁模型的分析方法。混合模型可以重新分割为电路模型和电磁模型两种类型的子单元模型。本专利技术与传统的电磁兼容建模方法相比，具有一致性和易组合的特点。可以方便地引入电磁兼容预测的研究成果，应对不同级别的电磁兼容分析要求，达到使用一种建模方法便可以满足不同级别的电磁兼容分析需求的目的。本专利技术具有很强的实用价值，能够应用到不同级别的电磁兼容分析当中，在电磁干扰抑制、电磁兼容性能分析评估、电磁防护等领域具有良好的应用前景。附图说明图1是电磁兼容一致性建模方法示意图；图2是方舱示意图；图3是方舱的电磁兼容一致性建模；图4是模型的拓扑关系；图5是雷达系统前端的基本结构；图6是雷达系统前端的电磁兼容一致性建模。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。第一步，封装模型。图1为电磁兼容一致性建模方法的示意图，其中p1～pN为端口。采用双向端口来描述设备同外界的能量交换窗口能够准确反映系统同外界的相互影响。实际系统中，理想的输入端口和输出端口是不存在的，所谓理想的输入(输出)端口，是指能量只会从外部(内部)传输到内部(外部)，之所以传统的方法将端口大多定义为单向的，是为了简化而采取的近似。但是这种近似可能会造成重要的电磁干扰成因被忽略。第二步，确定封装后模型的端口。任意端口的输出均为所有端口输入的函数，这一关系由下列方程组描述： p t 1 = p t 1 ( p r 1 , p r 2 ... p r N ) p t 2 = p t 2 ( p r 1 , p 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁兼容建模方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，将干扰源、传输途径和敏感设备这三要素进行封装，用多端口网络来统一描述干扰源、传播途径和敏感器的模型，将干扰源、传输途径和敏感器均视为黑盒子，该黑盒子通过端口同外界联系；第二步，确定封装后模型的端口，封装后的模型通过端口与外界进行联系；第三步，确定模型的端口类型，找到模型各端口的输出同输入的函数表达式和函数参数，建立模型。

【技术特征摘要】
1.一种电磁兼容建模方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，将干扰源、传输途径和敏感设备这三要素进行封装，用多端口网络来统一描述干扰源、传播途径和敏感器的模型，将干扰源、传输途径和敏感器均视为黑盒子，该黑盒子通过端口同外界联系；第二步，确定封装后模型的端口，封装后的模型通过端口与外界进行联系；第三步，确定模型的端口类型，找到模型各端口的输出同输入的函数表达式和函数参数，建立模型。2.如权利要求1所述的电磁兼容建模方法，特征在于，所述端口为能够让系统同外界发生电磁能量关系的窗口，模型的所有端口都是双向的，即包含输入与输出，当实际系统在某一端口只可能产生能量输入或者能量输出时，可退化为单向端口。3.如权利要求2所述的电磁兼容建模方法，其特征在于，所述端口包括天线、信号接口、电源接口，还包含孔缝、非理想材料透波能量交互...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃宇建，周东明，李高升，卢中昊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43