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基于时域有限差分法的微带结构电磁兼容研究

作　者: 王化宇
导　师: 张兴周
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 时域有限差分法微带天线微带传输线串扰
分类号: TN03
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文使用时域有限差分法对高频电路板上面的微带结构的串扰进行了研究。把微带结构看成N端口网络,计算了N端口网络的S参数。本论文为高频电路板的设计提供了较好的计算实例。对印刷电路板尤其是高频印刷电路板(如无特殊说明本文中提到的印刷电路板就是指高频印刷电路板)的设计具有有力参考价值。使用时域有限差分法对微带结构进行了计算,边界条件使用PML进行电磁能量的吸收。研究计算的微带结构主要有微带传输线、带状传输线、以及微带线馈电的微带天线。同时还在微带网络中加入了电阻、电感、电容、二极管等集总元件。通过对国内外研究现状的对比,表明本文的研究具有前沿性和探索性。作为本文研究的基础,首先介绍了本论文研究中采用的时域有限差分方法和电磁兼容的一些概念及研究方法。然后,研究计算了微带传输线与微带传输线之间的串扰,加载各种集总元件之后的微带传输线与微带传输线之间的串扰,微带传输线与带状传输线之间的串扰,微带传输线与微带线馈电的微带天线之间的串扰,以上各种情况的串扰研究得出的结论对印刷电路板的设计具有重要的借鉴意义。本论文的整套计算程序平台计算出的结果同HFSS以及CST的计算结果进行对比,两者非常接近。表明本论文工作的正确和有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究的背景与意义  9
  1.2 国内外电磁兼容发展动态  9-10
  1.3 主要研究内容和意义  10-12
  1.4 工作安排  12-14
第2章电磁兼容基础  14-21
  2.1 电磁兼容概念  14
  2.2 电磁干扰三要素  14-15
  2.3 麦克斯韦方程及其差分格式  15-19
    2.3.1 麦克斯韦方程  15-17
    2.3.2 Yee差分格式  17-19
  2.4 典型微带结构  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第3章平行微带传输线串扰以及微带线加载集总元件的方法研究  21-35
  3.1 总场/散射场体系加入入射波  21-23
  3.2 平行微带线串扰的计算  23-27
  3.3 微带线加载电容方法的比较  27-31
  3.4 微带线加载电感方法的比较  31-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章微带结构的串扰研究  35-69
  4.1 印刷电路板开槽对附近的微带结构的串扰的影响  35-41
  4.2 电容加载到印刷电路板上对其电磁环境的影响  41-47
  4.3 电感加载到印刷电路板上对其电磁环境的影响  47-52
  4.4 二极管建模方法的完善  52-60
  4.5 微带线馈电的微带天线对印刷电路板电磁环境的影响  60-68
    4.5.1 微带线馈电的矩形微带天线的仿真计算  60-62
    4.5.2 矩形微带天线对印刷电路板电磁环境影响研究  62-68
  4.6 本章小结  68-69
结论  69-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  75-76
致谢  76

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