一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，属于线缆的电磁干扰屏蔽评估技术领域。本发明专利技术通过在CST仿真软件中建立注入线的第一路径和双芯屏蔽线缆的第二路径；根据双芯线缆参数，在CST仿真软件建立双芯屏蔽线缆等效模型；利用线注入法的测试设备搭建双芯屏蔽线缆的测试电路；根据第一路径和第二路径、测试电路以及双芯屏蔽线缆等效模型，在CST仿真软件中建立线缆等效电路模型，通过仿真获取输入电压和输出电压，再结合转移阻抗计算公式，获得双芯屏蔽线缆的转移阻抗曲线。本发明专利技术能够快捷地评估双芯线缆的屏蔽效能，具有更好的准确性和计算效率，且无需破坏双芯线缆的结构。且无需破坏双芯线缆的结构。且无需破坏双芯线缆的结构。

【技术实现步骤摘要】
一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法


[0001]本专利技术涉及线缆的电磁干扰屏蔽评估
，尤其涉及一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法。

技术介绍

[0002]高压线缆是连接电动汽车、飞机和舰船等电气线路互联系统的主体，承担着各系统间信息和能量有效传输的重要功能，但是会带来电磁干扰问题。为了减小电子系统和电子设备相互间的电磁干扰，保证整体环境有效顺利的运行，电子系统内的各个部件特别是连接电缆和电缆组件都必须采取屏蔽措施，屏蔽措施的设计直接关系着电磁辐射发射水平，良好的屏蔽设计能够降低电子系统内高压线缆的电磁干扰风险从而通过相关电磁兼容标准的检测。
[0003]评估高压线缆屏蔽效能的重要参数为转移阻抗，可以利用线注入法来评估高压线缆的转移阻抗。线注入法是通过把规定的电压施加到线缆的屏蔽层并测试感应电压来获得线缆表面转移阻抗，进而确定线缆及线束的屏蔽效能。线注入法原理如图1所示，采用一根注入线作为信号的输入，注入线紧贴着受试线缆的线缆屏蔽层，与线缆屏蔽层一起作为外回路；注入回路的一端连接网分电路的输出端，另一端连接50Ω电阻作为网分电路的匹配电阻。内电路由线缆的芯线和屏蔽层组成，内电路一端连接网分电路的输入端，另一端利用匹配电阻连接芯线和屏蔽层，匹配电阻的大小为线缆的特性阻抗。测试内外电路组成之后，连接网分电路进行插入损耗值测试，测得的结果根据转移阻抗的公式进行转换得到结果曲线。但是现在却没有基于线注入法的原理并运用CST三维电磁场仿真软件来进行双芯屏蔽线缆的建模与仿真的技术。
[0004]在《重庆理工大学学报》的一篇文献《电动汽车动力屏蔽线的表面转移阻抗仿真与分析》中，可知现有的一种仿真方法是根据公式的计算得到双芯线缆屏蔽层模型参数，通过PROE建模，再把模型导入三维电磁仿真软件HFSS进行仿真，然后设置相关参数，经过后处理，得到转移阻抗曲线，评估线缆的屏蔽效能。但是现有HFSS有限元仿真技术的线缆小孔建模过程困难，模型简化后存在误差，仿真结果不稳定，运算效率低。
[0005]中国专利技术专利CN110988516A公开了一种多芯特种线缆屏蔽效能测试方法，通过对受试多芯特种线缆进行裁剪，截取其中的一段作为被测线缆；单独以每一对双绞线或者所有单芯线作为测试对象，做如下测试：被测对象、匹配负载、被测线缆的屏蔽层构成内回路；被测线缆屏蔽层、电阻、同轴耦合管构成外回路，电阻的特性阻抗等于外回路的特性阻抗；将内回路测试输入端通过匹配电路连接至矢网分析仪输出端口；将同轴耦合管输出端连接至矢网分析仪输入端口，采用矢网分析仪测试获得被测对象的传递参数；计算得到被测对象的转移阻抗；根据被测对象的转移阻抗，计算被测对象屏蔽效能。该专利虽然也可以测试多芯特种线缆的屏蔽效能，但是其需要对多芯特种线缆进行裁剪才可以进行线注入法的电路构建。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，通过在CST仿真软件中建立注入线的第一路径和双芯屏蔽线缆的第二路径；根据双芯线缆参数，在CST仿真软件建立双芯屏蔽线缆等效模型；利用线注入法的测试设备搭建双芯屏蔽线缆的测试电路；根据第一路径和第二路径、测试电路以及双芯屏蔽线缆等效模型，在CST仿真软件中建立线缆等效电路模型，通过仿真获取输入电压和输出电压，再结合转移阻抗计算公式，获得双芯屏蔽线缆的转移阻抗曲线。本专利技术能够快捷地评估双芯线缆的屏蔽效能，具有更好的准确性和计算效率，且无需破坏双芯线缆的结构。
[0007]本专利技术提供了一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，包括：
[0008]设置双芯屏蔽线缆的长度，在CST仿真软件中建立注入线的第一路径和双芯屏蔽线缆的第二路径，第一路径和第二路径的长度均等于双芯屏蔽线缆的长度；
[0009]根据双芯线缆参数，在CST仿真软件建立双芯屏蔽线缆等效模型；
[0010]利用线注入法的测试设备搭建双芯屏蔽线缆的测试电路；
[0011]根据所述第一路径和第二路径、测试电路以及双芯屏蔽线缆等效模型，在CST仿真软件中建立线缆等效电路模型，通过仿真获取输入电压和输出电压；
[0012]根据输入电压和输出电压，结合转移阻抗计算公式，获得双芯屏蔽线缆的转移阻抗曲线。优选地，转移阻抗计算公式如下：
[0013]ZT＝2*R0/Lc*(U2/U1)；
[0014]其中，R0是注入回路中的负载电阻，L
c
是双芯屏蔽线缆的长度，ZT是转移阻抗，U2是输入电压，U1是输出电压。
[0015]优选地，通过仿真获取输入电压和输出电压包括：设置激励源和波形并输入线缆等效电路模型，获得输入电压和输出电压。
[0016]优选地，双芯屏蔽线缆的长度为利用线注入法进行测试时的双芯屏蔽线缆的耦合长度。
[0017]优选地，双芯线缆参数包括外绝缘层直径、内绝缘层直径、芯线直径和屏蔽层参数，其中屏蔽层参数包括：单股编织束所包含金属丝的根数和直径，以及编织束的编织角度。
[0018]优选地，双芯屏蔽线缆包括：第一芯线、第二芯线和线缆屏蔽层；线缆屏蔽层包括内绝缘层和外绝缘层；第一芯线和第二芯线紧贴在一起；内绝缘层包裹第一芯线和第二芯线。
[0019]优选地，线注入法的测试设备包括：第一注入装置、第二注入装置和矢量网络分析仪；双芯屏蔽线缆的一端穿过第一注入装置，双芯屏蔽线缆的另一端穿过第二注入装置连接矢量网络分析仪的输入端；注入线的一端穿过第一注入装置连接矢量网络分析仪的输出端，注入线的另一端穿过第二注入装置。
[0020]优选地，线注入法的测试设备还包括：第一连接器、第二连接器、第一铁氧体、第二铁氧体、第一馈线和第二馈线；第一连接器的一端连接注入线的一端，第一连接器的另一端连接第一馈线的一端，第一馈线的另一端连接矢量网络分析仪的输出端；第二连接器连接双芯屏蔽线缆的另一端，第二连接器的另一端连接第二馈线的一端，第二馈线的另一端连接矢量网络分析仪的输入端；将第一铁氧体和第二铁氧体分别固定在第一馈线和第二馈线
上。
[0021]优选地，测试电路包括线注入法的测试设备、负载电阻和终端电阻；双芯屏蔽线缆的一端穿过第一注入装置连接终端电阻，注入线的另一端穿过第二注入装置连接负载电阻。
[0022]优选地，线缆等效电路模型包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、注入线、第一芯线、第二芯线和线缆屏蔽层；第一电阻的一端连接注入线的一端，注入线的另一端通过第二电阻与线缆屏蔽层连接；第一芯线的两端相连后连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接线缆屏蔽层；第二芯线的两端相连后连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端接地；线缆屏蔽层接地；激励源和波形通过第一电阻的另一端接入线缆等效电路模型。
[0023]优选地，线缆等效电路模型还包括第一探测点和第二探测点；第一探测点设置在第一电阻和注入线之间；第二探测点设置在第四电阻和第二芯线之间；输入电压从第一探测点获取，输出电压从第二探测点获取。
[0024]优选地，根据输入电压和输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，包括：设置双芯屏蔽线缆的长度，在CST仿真软件中建立注入线的第一路径和双芯屏蔽线缆的第二路径，所述第一路径和第二路径的长度均等于双芯屏蔽线缆的长度；根据双芯线缆参数，在CST仿真软件建立双芯屏蔽线缆等效模型；利用线注入法的测试设备搭建双芯屏蔽线缆的测试电路；根据所述第一路径和第二路径、测试电路以及双芯屏蔽线缆等效模型，在CST仿真软件中建立线缆等效电路模型，通过仿真获取输入电压和输出电压；根据输入电压和输出电压，结合转移阻抗计算公式，获得双芯屏蔽线缆的转移阻抗曲线。2.根据权利要求1所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述转移阻抗计算公式如下：ZT＝2*R0/Lc*(U2/U1)；其中，R0是注入回路中的负载电阻，L
c
是双芯屏蔽线缆的长度，ZT是转移阻抗，U2是输入电压，U1是输出电压。3.根据权利要求1所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述通过仿真获取输入电压和输出电压包括：设置激励源和波形并输入线缆等效电路模型，获得输入电压和输出电压。4.根据权利要求1所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述双芯屏蔽线缆的长度为利用线注入法进行测试时的双芯屏蔽线缆的耦合长度。5.根据权利要求1所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述双芯线缆参数包括外绝缘层直径、内绝缘层直径、芯线直径和屏蔽层参数，其中屏蔽层参数包括：单股编织束所包含金属丝的根数、直径和编织束的编织角度。6.根据权利要求5所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述双芯屏蔽线缆包括：第一芯线、第二芯线和线缆屏蔽层；所述线缆屏蔽层包括内绝缘层和外绝缘层；所述第一芯线和第二芯线紧贴在一起；所述内绝缘层包裹第一芯线和第二芯线。7.根据权利要求6所述的一种双芯屏蔽线缆转移阻抗仿真方法，其特征在于，所述线注入法的测试设备包括：第一注入装置、第二注入装置和矢量网络分析仪；所述双芯屏蔽线缆的一端穿过第一注入装置，双芯屏蔽线缆的另一端穿过第二注入装置连接矢量网络分析仪的输入端；所述注入线...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，刘恩博，张宗兵，张磊，
申请(专利权)人：广电计量检测成都有限公司广电计量检测深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：