線纜束耦合效應不確定性的仿真分析.pdf

1、近年來，隨著航空、航天器功能的日漸復雜化，大量捆扎線纜束敷設在有限空間內(nèi)，這會造成機載線纜束所面臨的電磁環(huán)境更加惡劣，因此在研發(fā)階段通過數(shù)值計算預測捆扎線纜束的電磁耦合水平顯得尤為重要。本課題開展了捆扎線纜束耦合效應不確定性問題的仿真研究，提出單位長度寄生電參數(shù)計算模型，結合多項式混沌法實現(xiàn)隨機捆扎線纜束耦合效應的不確定性分析，提高了線纜束電磁耦合效應仿真分析的有效性和實用性，夯實線纜相關電磁兼容仿真計算技術的理論基礎。
　　首先

2、，本課題介紹了基于鏡像法的雙導體傳輸線單位長度寄生電參數(shù)計算模型，結合相關電磁場理論，將線纜束幾何結構參數(shù)轉化為單位長度寄生電參數(shù)。在此基礎上利用Legendre插值，將雙導體計算模型推廣到多導體，可以實現(xiàn)多導體捆扎線纜束寄生電參數(shù)的計算，有效的解決了鄰近效應的問題。Ansoft Q3D Extractor軟件仿真結果表明，所提出的傳輸線寄生電參數(shù)計算模型計算結果準確，平均相對誤差在1.05％以內(nèi)，可以用于對線纜束耦合效應的分析。

3、>　　線纜束的耦合效應主要包括線間耦合和場線耦合效應，其中線間耦合效應指的是串擾。為具體分析隨機捆扎線纜束的串擾效應，建立了基于多導體傳輸線理論的串擾模型，其頻域分析結果由基于場求解方法的CST軟件和串擾實驗驗證。隨后建立了以線纜束幾何結構參數(shù)為不確定性參量的線纜束串擾隨機模型，應用多項式混沌法對雙導體和多導體算例進行不確定性分析，分析結果由蒙特卡洛算法驗證。計算結果表明，多項式混沌法的平均相對誤差在2.69%以內(nèi)，計算效率可提高100

4、倍左右，兼具較高的計算準確度與計算效率。
　　線纜束的場線耦合效應在實際工程中應用更廣，同樣基于多導體傳輸線理論建立場線耦合模型，其頻域分析結果的有效性仍由CST軟件驗證。針對不同的不確定性參量，將場線耦合的不確定性問題分為兩類，分別是以入射場參數(shù)為不確定性參量的第一類場線耦合問題和以線纜束幾何結構參數(shù)和入射場參數(shù)同時為不確定性參量的第二類場線耦合問題。應用多項式混沌法對兩類場線耦合問題的雙導體和多導體算例進行不確定性分析，分析結