1.空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于,包括以下步骤:按照分叉节点,将分叉线分解成多段独立的多导体传输线;
采用传输线方程,构建空间电磁场作用各段多导体传输线的电磁耦合模型;
根据经验公式,计算各段多导线的单位长度分布参数,结合FDTD方法和相应插值技术,计算各段多导线的激励场,并引入传输线方程作为等效分布源项;
采用FDTD方法对传输线方程进行后向差分离散,迭代求解得到各段多导线上的电压和电流瞬态响应;
根据诺顿定理,提取各段多导线对分叉节点作用的诺顿等效电路,结合电路分析方法,求解得到分叉节点各端口的电压响应,并作为激励源反馈给各段多导线实现干扰信号的传输。
2.根据权利要求1所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述空间电磁场作用各段多导体传输线的电磁耦合模型为:其中,l表示多导线上各点的位置,t表示不同时刻,V(l,t)和I(l,t)分别表示多导线上的电压和电流矢量,L和C分别为多导线的单位长度电感和电容分布参数矩阵,VF(l,t)和IF(l,t)分别为传输线方程的等效分布电压源和分布电流源。
3.根据权利要求1所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述各段多导线的单位长度分布参数包括以下计算步骤:单位长度电感参数矩阵L各元素的值可以通过公式Lii=μ0ln(2hi/ri)/2π和 计算得到,其中i和j分别表示第i根和第j根传输线,μ0表示自由空间的磁导率,hi,hj和dij分别表示第i根和第j根传输线的高度以及两根导线之间的距离;单位长度电容参数矩阵C可以通过公式C‑1
=μ0ε0L 获得,ε0表示表示自由空间的介电常数。
4.根据权利要求1‑3任一项所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述计算各段多导线的激励场包括计算多导线沿线入射电场分量以及多导线与接地板之间的垂直入射电场分量。
5.根据权利要求4所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述计算各段多导线的激励场具体包括以下步骤:将传输线按照FDTD网格划分成多段独立的线缆单元,每段线缆单元的起点和终点位于FDTD网格上,其中心点位于FDTD网格的中心平面上,那么,中心点处线缆单元的沿线电场由矢量乘积表示为E·el=Ex·axex+Ey·ayey,其中,E和el分别表示线缆单元中心点处的电场和线缆单元的方向矢量。ex和ey分别表示x和y方向的单位方向矢量,ax和ay分别为沿线电场分量在x和y方向上所占的比例,Ex和Ey表示线缆单元中心点处x和y方向的电场分量,需要由四个相邻的FDTD网格电场分量插值得到,Ey的插值公式表示为:Ey=(1‑η)[ξEy1+(1‑ξ)Ey3]+η[ξEy2+(1‑ξ)Ey4]其中,Ey1,Ey2,Ey3和Ey4为FDTD网格y方向棱边上的电场分量,η和ξ分别表示中心点在FDTD网格z方向和x方向所占的比例因子;Ex的插值公式同理;
对于任一导线与接地板之间的垂直入射电场分量 由两个相邻的FDTD网格电场分量Ez插值得到,表示为:
与之邻近的传输线垂直电场分量 由4个相邻的FDTD网格电场分量Ez插值得到,表示为:
其中,α和β分别表示线缆单元起点或终点在FDTD网格x方向上和z方向上的比例因子,Ez1,Ez2,Ez3,Ez4,Ez5,Ez6分别表示线缆单元起点或终点所在及其相邻网格z方向棱边上的电场分量。
6.根据权利要求1所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述后向差分离散具体为:VN为任意一段传输线的终端电压,IL为端口流入的电流,应用后向差分处理之后,表示为:
Δx和Δt分别表示差分离散所需空间步长和时间步长,C表示传输线的单位长度电容分布参数, 表示传输线上邻近终端的电流, 和 分别表示诺顿电路端口上一时刻的电流和电压, 和 分别表示诺顿电路端口新时刻的电流和电压。
7.根据权利要求6所述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:所述诺顿等效电路为:
其中,ILH和Geq分别表示诺顿等效电路的电流源项和等效导纳。
8.根据权利要求1或6或7所述述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:将传输线对分叉节点的作用通过所述诺顿电路进行等效,具体为:各段斜置多导线对分叉节点的作用通过受控电流源和等效导纳的并联电路进行等效,分叉节点对各段斜置多导线的作用通过受控电压源进行置换。
9.根据权利要求8所述述空间电磁场作用分叉线的电磁耦合时域建模分析方法,其特征在于:
所述电路分析方法求解分叉节点各端口的电压响应,为构建分叉节点各端口电压和电流之间的关系矩阵,表示为:
GU=I
其中,U和I分别表示分叉节点端口的电压向量和电流向量,G为网络导纳矩阵。