电磁兼容预测技术1011002169集102佟锦东

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1、汽车电磁兼容预测技术1电磁兼容性预测概述2国外电磁兼容性预测的发展状况3汽车电磁兼容性预测的工作内容4MICROSTRIPES软件应用于汽车电磁兼容预测1电磁兼容性预测概述基本原理基本方程数学方法电磁兼容性预测解析法近似法数值法1.1电磁兼容性预测基本原理一、为什么要电磁兼容预测1.事后问题解决法：彻底解决困难，可能重新设计，成本高、周期长、性能下降。2.系统设计法：设计阶段进行干扰预测和分析，成本低、可用技术多时间技术、成本设计阶段联试阶段生产阶段成本可用技术电磁兼容性预测(ElectromagneticCompatibilityPr

2、ediction)：在设计阶段通过理论计算的方法对电气、电子元件、设备乃至整个系统的电磁兼容特性进行分析、评估。二、定义：应用在方案设计阶段和工程研制阶段；分析不兼容的薄弱环节，评价系统或设备兼容的安全裕度，为方案修改、防护设计提供依据；在研制定型之前通过预先测知、发现干扰问题，采取抑制和防护干扰的措施；事半功倍，具有很高经济效益。三、特点：四、方法：计算机数字仿真技术用数学模型描述各种电磁干扰特性、传输函数和敏感度特性编制预测程序获得潜在的电磁干扰计算结果运行预测程序五、作用：1.在已知设备电气特性参数情况下，预测分析系统内部所有设备

3、的电磁兼容程度。2.当修改某个设备的特性参数时，分析电磁干扰的变化。3.对各种电磁防护设计的评估计算。4.制定干扰极限和敏感度规范。1.2电磁兼容性预测基本方程干扰源产生的干扰信号：传输函数：传播到r处的干扰信号：（dBW）敏感设备的敏感度阈值：（dBW）备注：以上单位均为dBW干扰裕度（InterferenceMargin，IM）：电磁兼容性预测基本方程，预测的基础>0，发生干扰，干扰源和敏感设备不兼容<0，两者兼容IM越大，干扰越严重，安全裕度越小；IM越小，干扰越轻微，安全裕度越大；电磁兼容预测的数学实质：1.3电磁兼容性预测的数

4、学方法根据一定的边界条件来求解Maxwell微分方程或Maxwell积分方程的确定解。边值问题求解三种方法：解析法；近似法；数值方法；一、解析法：建立和求解严格的偏微分方程或积分方程；微分方程：分离变量法积分方程：变换数学法优点：可将解表示为已知参数的函数，精确的结果；作为近似法和数值法的检验标准。缺点：仅能用于解决很少量的问题，只有少数坐标系中能分离变量，而用积分法时往往又求不出结果，致使分析过程既困难又复杂。二、近似法：近似法：1.逐步逼近法、微扰法、变分法、迭代变分法2.结果一般都表示为级数。3.可以求解一些用严格法不能解决的问题

5、，简便。高频近似技术：几何光学法（GeometricalOptics，GO）物理光学法（PhysicalOptics，PO）几何绕射法（GTD）物理绕射法（PTD）几何绕射理论（GeometricalTheoryofDiffraction,GTD）①绕射场沿绕射射线传播，绕射射线是从源点经绕射点至场点的极短传播路径；②绕射只取决于物体上绕射点邻域内的物理特性和几何特性；③离开绕射点后，绕射射线沿直线传播；④在绕射射线管内能量守恒；⑤绕射场沿射线的相位延迟，等于媒质的传播常数与传播距离的乘积。基本概念：边缘绕射尖顶绕射曲面绕射辐射和散射问

6、题的高频近似解是直射场、反射场和绕射场的叠加；射线寻迹：确定反射点和绕射点，并求出源点经反射点或绕射点的极值路径，得到反射、绕射轨迹。在物体几何形状复杂或者有遮挡时比较复杂，必须用数值计算方法进行射线寻迹。找出了反射线和绕射线后，即可通过叠加方法求出场点处的总场。求解方法：三、数值法：求解由于边界复杂而不能解决的问题；通常用差分代替微分，用有限求和代替积分；使电磁场问题有可能通过计算机辅助分析获得高精度的离散解（数值解）。频域数值算法：有限元法(FiniteElementMethod，FEM)矩量法(MethodOfMoment，MOM

7、)差分法(FiniteDifferenceMethods，FDM)边界元法(BoundaryElementMethod，BEM)传输线法(Transmission-Line-matrixMethod，TLM)快速多极子算法(FastMultipoleAlgorithm，FMA)……常用的数值算法时域数值算法：时域有限差分法(Finite-DifferenceTime-DomainMethod，FDTD)有限积分法(FiniteIntegrationTechnology，FIT)，时域平面波算法(Plane-WaveTime-Domain

8、Algorithm，PWTD)……1.4汽车电磁兼容性预测的研究任务电池兼容性预测主要是研究以下三个方面：a）系统内电磁环境b）系统内干扰耦合途径c）系统内干扰控制a系统内电磁环境主要由系统各部分产生的信号