[0045] 式中，d、e、ak为导纳Y拟合式中的系数，相对应的cU、es、as,k则为电流源Is拟合式的 系数。S为拉普拉斯变换中的复频率变量，N为矢量拟合的阶数，根据实际问题的复杂程度不 同应取不同值，k取从巧的的整数。由于导纳Y和电流源Is同步进行拟合，两者拟合得到的对 应极点Pk相同，从而便于进行后续等效电路的构建。
[0046] 步骤4:等效电路的构建；
[0047] 对于步骤3中获取的零极点形式，可通过如下方法将其转化为不依赖频率的等效 电路结构。首先，公式(3)中Y与Is的表达式按照对应等效电路的形式不同可W分别对应分 为Ξ部分￥'、护、护'和1/3、1"3和1"/3，可分别进行转化。零极点形式表达式中的(1+36和(13+ ses分别对应r兩
各自由N项零极点式组成。对于其中的特定项，按 照零极点为实数或者复数可分解为两种不同形式，对应下列的Y"和I"s、Y"/和I"/s，下面所 给出的表达式为通式，其参数分别对应所针对的零极点项的参数，具体如下：
[004引（l)Y'=d+se，I's =山+ses
[0049]本部分对应等效电路如图3所示，先将电容C与电压源V进行串联，然后作为整体与 电阻R和电流源I进行并联。图3中电阻R、电容C电流源I和电压源V的值如公式(4)所示：
[0化4]
此处P为负实数极点，a、as分别为导纳和电流源对应零极 点项的零点。
[0055]负实数极点部分对应等效电路如图4所示，为电阻R、电感L和电压源V进行串联。图 4中电阻R、电感L和电压源V的值如公式(5)所示：
[0059]
P与1/为具有负实部的一对共辆复数极点， 式中各参数与所针对的零极点项相同，P为该项的极点，a、as分别为导纳和电流源对应零极 点项的零点。p/、曰/、a/s分别为p、a、as的共辆复数。共辆复数极点对部分对应等效电路如图5 所示，首先将电阻R2、电容C和电流源I进行并联，然后作为整体再与电阻化、电感L和电压源V 进行串联。图5中电阻Ri、电感L、电压源V、电阻R2、电容C和电流源I的计算公式如公式(6)所 示：
[0066]在完成上述Ξ部分的转化后，将各部分等效电路进行并联，可得到图2中电路结构 对应的完整等效电路。最后，将图1中的化d 1，化的2，化的3分别按照步骤3和步骤4进行转 化，即可得到公式(1)和图1对应的线性电子系统的等效电路模型。
[0067] 图6所示为一个均匀平面波外加场福照下的传输线系统，建立线缆端口处的包含 该外加场禪合影响的等效电路模型。外加场福射方向9 = 45%线缆长度L=lm，离地间距d = 2cm，线缆半径r = lmm。终端负载化= 5〇Ω。
[0068] 首先假定场强E=lV/m对模型进行矩量法数值仿真，可W得到端口处的等效导纳 和电流源，然后进行矢量拟合计算。导纳和电流源的原始数据和拟合后数据的对比见图7 (幅度)和图8(相位）。可W看到，拟合效果非常好，说明拟合后的零极点形式能够反映原始 数据的特性。
[0069] 利用拟合后的零极点式形式的电流源和导纳量值，可得到系统的等效电路。采用 图9的脉冲波形作为激励，将该系统的等效电路模型所给出的结果与商业软件CST时域仿真 的结果进行对比（图10)，可W看到吻合非常好。运可W验证本发明所建立的等效电路建模 方法的正确性。
【主权项】
1. 一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，其特征在于:包含如下步骤， 第一步，通过数值仿真或实测获取数据，建立电子系统的包含电流源或电压源的网络 参数模型，以"导纳矩阵+电流源向量"或"阻抗矩阵+电压源向量"的形式给出； 第二步，根据网络参数模型得到基本电路结构:对于"导纳矩阵+电流源向量"的形式转 化为Π型电路结构，而"阻抗矩阵+电压源向量"的形式则转化为τ型电路结构;所述的Π型 电路结构和T型电路结构中，在各端口处存在并联电流源或串联电压源； 第三步，利用矢量拟合方法，将基本电路结构中的各器件量值由频谱数据形式转化为 零极点式形式； 第四步，将零极点式形式存在的各器件量值转化为包含电流源/电压源器件的等效电 路。2. 根据权利要求1所述的一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，其特征在于:第 三步中各端口器件导纳需与并联的电流源同时进行拟合，以保证具有相同的极点；各端口 器件阻抗需与串联的电压源同时进行拟合，以保证具有相同的极点。3. 根据权利要求1所述的一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，其特征在于:第 四步中对各端口处电流源与并联的导纳同时进行转化处理，以得到包含电流源的等效电 路，对各端口处电压源与并联的阻抗同时进行转化处理，以得到包含电压源的等效电路。4. 根据权利要求1所述的一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，其特征在于:第 三步中所述的零极点形式为：式中，d、e、ak为导纳Y拟合式中的系数，相对应的ds、es、as, k则为电流源I s拟合式的系数； k = 1，2，…，N，N为矢量拟合的阶数，s为拉普拉斯变换中的复频率变量。由于导纳Y和电流源 Is同步进行拟合，两者拟合得到的对应极点Pk相同。5. 根据权利要求1所述的一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，其特征在于:第 四步中所述的等效电路的构建，具体为， 对于第三步中获取的零极点形式，通过如下方法将其转化为不依赖频率的等效电路结 构，首先，导纳Y与电流源Is的表达式按照对应等效电路的形式不同分别对应分为三部分 y'、r、γ" '和r S、I〃S和广s，分别进行转化： (1)Y7 =d+se,I/s = ds+ses 对应等效电路为:先将电容C与电压源V进行串联，然后作为整体与电阻R和电流源I进 行并联，其中电阻R、电容C电流源I和电压源V的值分别为：C = e I = ds(2) Y"= 士，'s =含，此处p为负实数极点； 负实数极点部分对应等效电路为电阻R、电感L和电压源V进行串联，电阻R、电感L和电 压源V的值如下：V = asL (3为具有负实部的一对共辄复数极点，、 aWs分别为p、a、as的共辄复数，a、as*别为导纳和电流源对应零极点项的零点;共辄复数 极点对部分对应等效电路为:首先将电阻R2、电容C和电流源I进行并联，然后作为整体再与 电阻Ri、电感L和电压源V进行串联，其中，电阻心、电感L、电压源V、电阻R 2、电容C和电流源I 的计算公式如下： V = L(as+a7s)在完成上述三部分的转化后，将各部分等效电路进行并联，得到完整等效电路。
【专利摘要】本发明公开了一种含外加场耦合的线缆等效电路建模方法，属于电子系统技术领域。所述方法包括：首先通过数值仿真或实测获取数据，建立电子系统的包含电流源或电压源的网络参数模型，以“导纳矩阵+电流源向量”或“阻抗矩阵+电压源向量”的形式给出；根据网络参数模型得到基本电路结构；利用矢量拟合方法，将基本电路结构中的各器件量值由频谱数据形式转化为零极点式形式；将零极点式形式存在的各器件量值转化为包含电流源/电压源器件的等效电路。本发明提供的网络参数模型具有良好的通用性和较低的计算复杂度，便于与其他仿真工具的连接进行联合仿真；可以同时描述时域和频域特性，避免了复杂的时域-频域转换问题。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105631105
【申请号】CN201510984554
【发明人】王珺珺, 李冰, 苏东林
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月24日