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1、第第5 5章章 电磁骚扰的电磁骚扰的串扰耦合串扰耦合第第1 1节节 远场和近场远场和近场v近场和远场的分界近场和远场的分界电偶极子电偶极子工程应用工程应用r 3或10一般天线一般天线 2D2/ v近场与远场的不同特性近场与远场的不同特性v波阻抗波阻抗与源的特性有关与源的特性有关在近场区与距离有关，在远场区与距离无关在近场区与距离有关，在远场区与距离无关一、近场和远场一、近场和远场远、近场的波阻抗特性远、近场的波阻抗特性第第2 2节节 分布参数分布参数MCICICILILRSRLR2GR2LmVGIGVS一、传输线分布参数的求解一、传输线分布参数的求解v传输线：由两个或多个距离很近的平行导体所构
2、成的系统v双线传输线：由两个导体构成的传输线v多导体传输线：由两个以上导体构成的传输线v均匀传输线：传输线的横截面尺寸在传输线沿线任意点处都相等双线传输线的常见类型双线传输线的常见类型传输线的分析方法传输线的分析方法v若传输线的长度远小于在传输线中传输的信号的波长采用集中参数电路理论来分析v若传输线的长度与在传输线中传输的信号的波长可比拟采用分布参数电路理论来分析二、传输线的分布参数二、传输线的分布参数v分布电阻分布电阻v分布电导分布电导v分布电容分布电容v分布电感分布电感均匀传输线的分布参数沿线均匀分布。均匀传输线的分布参数沿线均匀分布。用每单位长度的参数来表示传输线的分布参数： R1 G1
3、 C1 L11.分布参数之间的关系分布参数之间的关系分布电感为外电感和内电感之和：一般情况下：三个分布参数之间的关系为：2.分布电感的计算分布电感的计算载流导线周围的磁场载流导线周围的磁场 R1R2平行双线分布电感计算平行双线分布电感计算sab3.分布电容的计算原理分布电容的计算原理分布电容：C=Q/U 单位： F设电容上的电荷均匀分布，则等效电容平行双线传输线的分布电容计算平行双线传输线的分布电容计算Sab大地上方传输线的分布电容大地上方传输线的分布电容 利用镜像原理求解利用镜像原理求解3.3.传输线的电阻传输线的电阻趋肤深度r为导线半径第第3 3节节 感性和容性耦合感性和容性耦合一、容性耦
4、合一、容性耦合容性耦合：导体上的交流电压产生电场，这个电场与临容性耦合：导体上的交流电压产生电场，这个电场与临近的导体耦合，并在其上感应出电压。感应电压为：近的导体耦合，并在其上感应出电压。感应电压为：式中，式中，C CC C是分布电容，是分布电容，Z Zinin是敏感电路的对地阻抗。是敏感电路的对地阻抗。C CC C的值的值与导体之间距离、有效面积以及有无电屏蔽材料有关。与导体之间距离、有效面积以及有无电屏蔽材料有关。容性耦合随导体间的距离增加而减小容性耦合随导体间的距离增加而减小近似公式近似公式两根平行导体之间的容性耦合及其等效电路：两根平行导体之间的容性耦合及其等效电路：低频高频精确公式
5、容性耦合的抑制措施容性耦合的抑制措施v针对针对骚扰骚扰源和源和敏感敏感对象对象减小减小骚扰骚扰源电压变化的幅度和速率源电压变化的幅度和速率敏感敏感对象具有低阻抗和高信噪比对象具有低阻抗和高信噪比两个系统的结构尽量紧凑，在空间上彼此隔开两个系统的结构尽量紧凑，在空间上彼此隔开v针对减小分布电容的措施针对减小分布电容的措施导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线采用电屏蔽采用电屏蔽采用对称性结构（多芯导线相互绞合），抵消耦采用对称性结构（多芯导线相互绞合），抵消耦合的合的骚扰骚扰信号信号二、感性耦合二、感性耦合感性耦合：当一个回路的电流变化时会产生磁场，这感性耦合：
6、当一个回路的电流变化时会产生磁场，这个磁场将与临近的导体耦合，在其上感应出电压。感个磁场将与临近的导体耦合，在其上感应出电压。感应电压的幅值与回路面积成正比。感应电压为：应电压的幅值与回路面积成正比。感应电压为：式中，式中，M M为互感系数，取决于骚扰源和敏感电路的环路面积、为互感系数，取决于骚扰源和敏感电路的环路面积、方向、距离以及两者之间有无磁屏蔽。方向、距离以及两者之间有无磁屏蔽。互电感定义与计算互电感定义与计算定义：定义： 自感自感L 1 / I1 ， 互感互感 M 12 / I1 1 是电流是电流I1在回路在回路1中产生的磁通，中产生的磁通， 12 是电流是电流I1在在回路回路2中产
7、生的磁通中产生的磁通回路回路1回路回路2aba M = （ / 2 ）ln b2/（b2- a2） l 为两根平行导体之间的感性耦合及其等效电路为两根平行导体之间的感性耦合及其等效电路VN d 12 / dt = d(MI1)/dt = M dI1 / dt低频高频感性耦合的抑制措施感性耦合的抑制措施v导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线、导线尽量短、间隔尽量大、避免平行走线、减小电流回路所围成的面积减小电流回路所围成的面积v采用磁屏蔽（使用屏蔽电缆）采用磁屏蔽（使用屏蔽电缆）v采用结构平衡措施（双绞线，磁场去耦合）采用结构平衡措施（双绞线，磁场去耦合）三、感性三、感性- -容性耦合模型容性耦合模型时域时域频域频域感性感性- -容性频域耦合模型计算公式容性频域耦合模型计算公式耦合系数耦合系数 感性耦合和容性耦合的等效电路之间的差感性耦合和容性耦合的等效电路之间的差异决定了电路的输入阻抗的变化引起的结果异决定了电路的输入阻抗的变化引起的结果是不同的。容性耦合随是不同的。容性耦合随Z Zinin增加而增大，而感增加而增大，而感性耦合随性耦合随Z Zinin增加而减小。增加而减小。 感性耦合对低阻抗电路的影响更大，而容感性耦合对低阻抗电路的影响更大，而容性耦合对高阻抗电路影响更大。性耦合对高阻抗电路影响更大。结结 论论
