FEKO应用8线缆束EMC仿真.docx
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FEKO应用8线缆束EMC仿真
FEKO应用8-线缆束EMC仿真
FEKO应用8:
EMC系列
内容:
线缆束的辐射与抗干扰
一、模型描述
1.1模型描述:
图1:
线缆与环境-全模型示意图,包括线缆截面形式
1.2计算方法描述:
采用矩量法-MoM+MTL
1.3线缆规格:
采用两根单线组成的带屏蔽层的线束
线束规格:
半径:
0.5mm
导体材料:
σ=4x106S/m
线间距:
2mm
线束介质层半径:
2.25mm
屏蔽层材料:
σ=1x105S/m
屏蔽成厚度:
0.25mm
绝缘层材料采用PET
图3:
导入载体的网格模型
把网格模型转成几何模型:
在左侧树型浏览器中,展开“Model->Geometry”节点,选中“Bench”模型,点击鼠标右键,选择“Usemodelmesh”;
图4:
载体的几何模型
读入线缆走线文件:
点击“Cables”菜单,点击左侧的“Cablepath”按钮,弹出“Createcablepatch”对话框:
点击“Importpoints”按钮,读入“..\Include\Cable_path.txt”,Delimiter修改为’Tab’,
图5:
读入线缆走线坐标文件
线缆读入之后显示如下:
图6:
读入线缆走线之后的显示
网格剖分规则设置:
点击“Mesh->Polylinerefinement”,弹出“Addpolylinerefinement”对话框:
点击“Importpoints”按钮,读入“../Include/Cable_Path.txt”;
Radius:
tL1
MeshSize:
tL1
点击“Create”按钮
图7:
定义剖分规则
把工程文件另存为“shielded_two_wire”。
2.2:
网格划分:
点击菜单“Mesh->Createmesh”弹出“Createmesh”对话框,设置如下:
网格剖分方法Meshsize:
Standard
点击:
Mesh生成网格。
图8:
定义网格划分
2.3:
线缆定义与设置
定义屏蔽层:
点击“Cables”菜单左侧的“Cableshield”,弹出“Createcableshield”对话框:
Definitionmethod:
Solid(Schelkunoff);
Shieldmetal:
“Bundle_Shield”;
Thickness:
Bundle_Shield_t;
点击“Create”按钮。
图9:
定义线缆屏蔽层
定义单线(SingleConductor):
点击“Cables”菜单左侧的“Singleconductor”(或直接在左侧树型浏览器的“Configuration”标签中,展开“Cables”节点,选中“Cablecrosssections”,点击鼠标右键,选择“SingleConductor”),弹出“Createsingleconductor”对话框:
Metal:
Bundle_Wire
Radius:
Wire_1_r
不勾选:
Withinsulation
Label:
Wire_1
点击“Create”
重复上述操作,添加第二个单线Wire_2
Radius:
Wire_2_r
Label:
Wire_2
点击“Create”
图10:
创建单线-Wire_1和Wire_2
定义线束(Cablebundle):
点击“Cables”菜单左侧的“CableBundle”(或直接在左侧树型浏览器的“Configuration”标签中,展开“Cables”节点,选中“Cablecrosssections”,点击鼠标右键,选择“CableBundle”),弹出“CreateBundle”对话框:
不勾选:
Autobundle
Cablescontainedinbundle部分:
Cable:
”Wire_1”;
OffsetX=Wire_1_dx
OffsetY=0
Rotation=0
点击“Add”按钮
Cable:
“Wire_2”;
OffsetX=Wire_2_dx
OffsetY=0
Rotation=0
ShieldType修改为:
Shielded,dielectricfilled
Insulationmedium定义为:
PET
Outerradius:
不勾选:
Computeautomatically
OuterRadius定义为:
Bundle_r
Shield:
CableShield1
Label:
Bundle1
点击“Create”按钮完成创建。
图11:
创建线缆束
把当前工程另存为:
“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MTL.cfx”;
定义线束拓扑(CableHarness):
点击“Cables”菜单中的“CableHarness”,在左侧树型浏览器的“Configuration”标签中的Global节点下,会自动生成“CableHarness1”;
图12:
创建线缆拓扑-Cableharness
创建CableConnector:
选中新定义的“Cableharness1”,点击鼠标右键,选择“Cableconnector”,弹出“Createconnector”对话框:
选择:
Cablepathterminal
Pathterminal修改为:
CablePath1.Start
点击“Add”两次;
Pin1:
修改为:
MyPin1
Pin2:
修改为:
MyPin2
Pin3:
修改为:
MyPin3
Label:
C1
点击“Create”按钮。
图13:
生成Connector-C1
在左侧树型浏览器“Configuration”标签中,选中位于“Global->CableHarness->Cableharness1->Connectors”中新新创建的C1,点击鼠标右键选择“Copy(Duplicate)”,把新生成的C1_1更名为C2,双击C2,弹出“Modifyconnector”对话框:
Pathterminal修改为:
CablePath1.End
点击OK按钮
图14:
修正C2
创建CableInstance:
在“Cables”菜单中,选择“Cableinstance
”,弹出“Createcableinstance”对话框:
Cabletype修改为:
Bundle1
Source:
C1
Destination:
C2
勾选:
Selectshortestroute;
按照下表定义“Signalsandconnectors”:
图15:
定义CableInstance
创建线束外围电路:
在“Cables”菜单中,点击右侧的“Schematic->CableHarness1”,进入线束原理图编辑界面。
点击“CableSchematic”;
在原理图中,添加一个“Resistor”,调整位置(旋转、拖动),双击其图标,修正阻值为75ohm,名称Label定义为:
C1_Z12,在C1端的MyPin1与MyPin2之间跨接该电阻;
重复上述操作,在Connector的C2端定义另外一个电阻“Resistor”,双击其图标,修改其阻值为75,名称Label定义为C2_Z12,在C2端的MyPin1与MyPin2之间跨接该电阻;
图16:
在C1和C2端定义链接电阻
在原理图中,添加一个“Capacitor”,调整位置(旋转、拖动),双击其图标,修正容值为10e-12,名称Label定义为:
C1_Z13,在C1端的MyPin1和MyPin3之间跨接该电容.
重复上述操作,在Connector的C2端定义另外一个电容“Capacitor”,双击其图标,修改其容值为10e-12,名称Label定义为C2_Z13,在C2端的MyPin1与MyPin3之间跨接该电容;
图17:
在C1和C2端定义链接电容
在原理图中,添加两个地符号“Ground”,调整位置(旋转、拖动)。
在原理图中,添加一个电感“Inductor”,调整位置(旋转、拖动),双击其图标,修正其电感值为10e-9Henry,名称Label修改为C1_Z30,在C1端的MyPin3与地之间跨接该电感;
图18:
定义电感
在原理图中,添加一个电阻“Resistor”,调整位置(旋转、拖动),双击其图标,修正其电阻值为1000,名称Label更名为:
C2_30.在C2端的MyPin3与地符号之间跨接该电阻。
图19:
在原理图中,链接电阻和电感
2.4:
激励定义
切换到3D视图“3DView1”,在左侧树型浏览器中,进入“Configuration”标签,展开“Global”节点,选中“Sources”节点,点击鼠标右键,选择“PlaneWave”,弹出“Addplanewaveexcitation”对话框:
Direction修正为:
(Theta,phi)=(35;30)
Polarisation修正为:
Lefthandrotating***
Ellipticity(0to1)修正为:
1
Label:
PlaneWave1
点击“Add”按钮
图20:
定义平面波激励
求解设置检查:
在“Global”节点中,展开“Cableharness”,双击已经建立的“CableHarness1”,弹出“Modifycableharness”对话框:
进入“Solution”标签,可以看到:
Cablecouplingproperties选择为:
Irradiating
Solutionmethodforoutercableproblem(shield/externalground)选择为:
Multiconductortransmissionline(MTL);
图21:
检查线束求解设置选项
2.5:
提交计算:
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
可以选择并行模式(有指导老师演示如何设置并行或查看相应的手册说明-如:
“FEKO软件安装中文手册”)。
2.6:
修改方法-重新计算
在主菜单中,点击“Saveas”,把工程另存为“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MoM.cfx”;
求解设置修改:
在“Global”节点中,展开“Cableharness”,双击已经建立的“CableHarness1”,弹出“Modifycableharness”对话框:
进入“Solution”标签,可以看到:
Cablecouplingproperties选择为:
Irradiating
Solutionmethodforoutercableproblem(shield/externalground)选择为:
MethodofMoments(MoM,onlyforshieldedCables;
点击“OK”;
图22:
检查线束求解设置选项
在“Home”菜单中,点击“Save”保存该工程;
在菜单“Solve/Run”中,点击“FEKOSolver”提交计算。
2.7:
后处理显示结果:
计算完成之后,点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”或快捷键“Alt+3”,启动后处理模块PostFEKO显示结果。
显示2D结果:
切换到“Home”菜单,点击“Addmodel”按钮,读入工程文件“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MTL.bof”的结果
在“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,依次点击两个工程中的“Probes->C1_Z30”,在右侧控制面板中:
在“Traces”区域,同时选中“C1_Z30”和“C1_Z30_1”;
勾选:
dB
点击“Display”菜单,在“Axes”中点选“Log(horizontal)”;
得到的结果显示如下图所示:
图23:
显示C1_Z30上的电流
进入“Home”菜单,点击左上角主菜单中的“Saveas”,保存计算结果文件为:
“Compare_Irrad.pfs”,关闭Postfeko。
2.8:
计算线缆的辐射-设置修改:
切回到CadFEKO中,点击“Openmodel”按钮,打开“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MTL.cfx”;
点击起始菜单的“Saveas”按钮,把“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MTL.cfx”另存为“Shielded_Two_Wire_Bench_Rad_MTL.cfx”。
2.8.1删除激励源
在左侧树型浏览器切换到“Configuration”标签,展开“Global”,选中“Sources”中的PlaneWave1,删除该激励源;
2.8.2修改求解设置:
在“Global”节点中,展开“Cableharness”,双击已经建立的“CableHarness1”,弹出“Modifycableharness”对话框:
进入“Solution”标签,进行如下修改:
Cablecouplingproperties选择为:
Radiating
Solutionmethodforoutercableproblem(shield/externalground)选择为:
Multiconductortransmissionline(MTL);
点击“OK”;
图24:
修改线束求解设置选项
2.8.3添加线缆的激励:
进入到“CableHarness1”中,点击“CableSchematic”菜单,点选“Voltagesource”,自动添加该电压源到原理图中,双击该电压源符号,弹出“Modifyvoltagesource”对话框:
修改Label为:
C1_V12
点击“OK”
图25:
设置电压源激励
删除C1_Z12与C1端MyPin1之间的连线,把C1_V12电压源跨接在C1端MyPin1与C1_Z12之间。
图26:
添加电压源激励
2.8.4添加场求解设置:
切换到“3DView1”中;
在左侧树型浏览器中,切换到“Configuration”,展开“Configurationspecific”,选中“Requests”,点击鼠标右键,选择“NearFields”,弹出“Requestnearfields”对话框:
Definitionmethods修改为:
Spherical
修正:
specifyincrements
Start:
(r:
300;theta:
0.0;Phi:
0.0)
End:
(r:
300;theta:
90.0;Phi:
360.0)
Increment:
(r:
0;theta:
5;Phi:
5)
Label:
NF_3m
点击“Create”按钮。
图27:
定义近场区域
2.8.5网格划分:
点击菜单“Mesh->Createmesh”,采用默认设置,重新生成网格。
2.8.6提交计算:
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
2.8.7修正设置:
点击主菜单的“Saveas”,把当前工程另存为“Shielded_Two_Wire_Bench_Rad_MoM.cfx”;
在“Global”节点中,展开“Cableharness”,双击已经建立的“CableHarness1”,弹出“Modifycableharness”对话框:
进入“Solution”标签,进行如下修改:
Solutionmethodforoutercableproblem(shield/externalground)选择为:
MethodofMoments(MoM),onlyforshieldedcables;
点击“OK”;
图28:
修改线束求解设置选项
2.8.8提交计算:
在菜单“Home”中,点击“Save”,保存当前工程;
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
2.8.9结果显示
计算完成之后,点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”或快捷键“Alt+3”,启动后处理模块PostFEKO显示结果。
显示3D结果:
切换到“Home”菜单,点击“Addmodel”按钮,读入工程文件“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MoM.bof”的结果
在“Home”菜单,点击“Nearfield”中的“NF_3m”,在右侧控制面板中:
把Frequency修改为:
30MHz
勾选:
dB
图29:
设置3D显示方式
在菜单“Results”中,点选“ShowContours”显示等值线。
图30:
显示3D计算结果
显示2D结果:
切换到“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,依次点击两个工程中的“Sourcedata->C1_V12”,在右侧控制面板中:
在“Traces”区域,依次选择“C1_V12”和“C1_V12_1”进行如下设置:
Quantity:
Reflectioncoefficient
勾选:
Usecustomreferenceimpedance
Referenceimpedance修改为:
75
勾选:
Subtractloading
Impdedance修改为:
75
勾选:
dB
在右侧控制面板中,为每一个曲线的反射系数设定为:
Referenceimpedance为:
75ohm
Subtractloading修改为:
75
图31:
反射系数详细设置
在右侧控制面板中的“Traces”区域,同时选中“C1_V12”和“C1_V12_1”;
进入“Display”菜单,点击“Log(Horizontal)”,结果显示如下。
图32:
显示反射系数
进入“Home”菜单,点击“Saveproject”,保存计算结果文件为:
“Compare_Rad.pfs”,关闭Postfeko。
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- FEKO 应用 线缆 EMC 仿真