FEKO应用8-线缆束EMC仿真

1、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:5图1 :线缆与环境-全模型示意图，包括线缆截面形式计算方法描述：采用矩量法-MoM+MTL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：0.5 mm导体材料：er = 4x10 6 S/m线间距：2 mm线束介质层半径：2.25 mm屏蔽层材料：（T =1x10 5 S/m屏蔽成厚度：0.25 mm绝缘层材料采用PET线缆外围电路连接R=75 ohmC=10 pFL=10 nH屏蔽层与地之间的阻抗 R=1000 ohm1 / 25图2:外围电路连接 起始端（左）、终止端（右）计算参数：线缆的辐射

2、-Radiation线缆的抗干扰-Irradiation二、主要流程：启动 CadFEKO ,打开自带 的工程（在/Base/ 文件夹中Shielded_Two_Wire_Bench_Base.cfx ,在该工程中，已经定义了各种参量。 个操作过程中，可以即时保存做过的任何修正。2.1 :读入载体网格模型点击 Home 菜单（或左上角的主菜单）中的 Import -mesh mesh”对话框：在Advanced ”标签，修正 Scale factor to metres 的值为 0.01 , 认在File and format ”标签，点击 Browse 按钮，找到自“Bench.nas ”,

3、直接读入；点击功能键“F5”适中显示模型，把新导入的网格模型更名为“）一个工程： 在以下的各,弹出Import其他参数采用默带的网格文件Bench ”2 / 25七 Gcgmebf inpgrl 餐收曲Ert i附hwi I Import mesh-it 工武 fbirmat Advanced I一Rie and fornatPteiam代 i. &t：.！ .:：Fie ferrnat |rMA5miJyIrport I CancelU LVmphnes; Gir?:Gg。弓但吸HuOhIL. Ge3mebv* 及E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“

4、Model- Geometry ”节点,选中“Bench ”模型，点击鼠标右键，选择Use model mesh ;3 / 25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“ Cpbfch ”按钮，弹出“Create cable patch ”对话框：点击“Import points ”按钮，读入. Cable_path.txt ” .Delimiter修改为Tab，HamzCorts tructTranforrT 匚出z。0个 CablB匚/整 Single SpeciMdi Risbon TwtstsdplhsheU srdusf coax例 rLtOe

5、finitons图5 :读入线缆走线坐标文件线缆读入之后显示如下:4 / 25图6:读入线缆走线之后的显示网格剖分规则设置：点击“Mesh- Polyline refinement ,弹出Adplolylinerefinement ”对话框：点击“Import points ”按钮，读入 .ZIncludeZCable_Path.txt”;Radius : tL1Mesh Size : tL1点击Create ”按钮Q AdvbvecP： 七 gwHWtry 鼻Sciveun Tookgptoy wUqeEMtOfted derrEfCfeJteOwfliidl eWfw4tCreate Me

6、rQ : hi*If mMNHRpncrve djgcM卜 Arid poMinr rrtmrmrnteiiaon Create mesh 弹出 Create mesh ”对话框，设置如下:网格剖分方法 Mesh size : Standard点击：Mesh 生成网格。5 Z 25C CiFBsrte meshOpti Das AdvancedHtalh arhai WLljSeLectionG-lcibal nasJi e工工 qwM.aihSimitfdl / Tri atrl * sds J Egt M tinVire me中皿 1 leiigtli a=LDTctrui&dh ol H

7、. LtngtJhGlibal vjrt mdihaVix e z e i eul j 3.Cxai x0Wish | Siort M/ttLag二Cndl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 CaShield ,弹出 Creatcable shield ”对话框：Definition method: Solid (Schelkunoff);Shield metal:Bundle_ShieldThickness: Bundle_Shield_t;点击“Create 按钮。Hwi*e Cwetwct (即诉而Eelfinttens口=由par h

8、urdUfr4KT，.Kfvdr即zg3eThdlJWKL46 / 25图9 :定义线缆屏蔽层定义单线(Single Conductor ):点击“Cables ”菜单左侧的 Single conductor ”(或直接在左侧树型浏览器的“Configuration ”标签中，展开“ Cables ”节点，选中“Cable cross sections”, 点击鼠标右键，选择 Single Conducto出 “ Create single conductor ”对话框:Metal: Bundle_WireRadius: Wire_1_r不勾选：With insulationLabel: Wi

9、re_1点击 “ Create ”重复上述操作，添加第二个单线Wire_2Radius: Wire_2_rLabel: Wire_2点击 “ Create18 *T UWjanisiiiiiiiHn hb imu iirwi! irMii BiBHiinnHiiBiBHi hh zzfi CablesH Shieids Cable shieldCatleShie Cable cross SBctorWre_lWfe 1Catols cross sectiDns3 Coble三 Pathsi , Single concbctof / iwtsted par 4 Ribbon 第 Cable bu

10、ndeNon-oMidLiEing eCoaxialZ CablePathl Model0 Geo*3flinch图10 :创建单线-Wire_1 和 Wire_27 / 25定义线束(Cable bundle ):点击Cables ”菜单左侧的“Cable Bundle(或直接在左侧树型浏览器的 Configuration ”标签中，展开 Cables ”节点，选中 Cablecross sections”，点击鼠标右键，选择Cable Bund弹出 ) Create Bundle ”对话框：不勾选：Auto bundleCables contained in bundle 部分：Cable

11、: Wire_1 ” ；OffsetX=Wire_1_dxOffsetY=0Rotation=0点击“ Add ”按钮Cable:Wire_2 ” ；OffsetX=Wire_2_dxOffsetY=0Rotation=0Shield Type 修改为：Shielded, dielectric filledInsulation medium 定义为：PETOuter radius:不勾选：pute automaticallyOuter Radius定义为：Bundle_rShield:CableShield1Label: Bundlei点击“ Create ”按钮完成创建。8 / 25图11:

12、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 (Cable Harness ):点击“Cables ”菜单中的 Cable Harness : 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-Cable harness创建 Cable Connector :选中新定义的 Cableharness1，点击鼠标右键，选择“Cable connector”,弹出 Create connector9 / 25选择： Cable p

13、ath terminalPath terminal 修改为：CablePathl.Start点击“ Add”两次；Pin1:修改为：MyPinlPin2:修改为：MyPin2Pin3:修改为：MyPin3Label: 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-Cable harness1- 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Modify conne

14、ctor对话框：Path terminal修改为：CablePath1.End点击OK按钮10 / 25图14 :修正C2创建 Cable Instance :在“Cables ”菜单中选择Cable instance 弹出Createcable instance ”对话框:Cable type 修改为：BundleiSource : CiDestination : C2勾选： Select shortest route;按照下表定义 “ Signals and connectors11 / 25图 15 :定义 Cable Instance创建线束外围电路：在 “ Cables ”菜单中，点

15、击右侧的 “Schematic - CableHarness1 ”, 进入线束原理图编辑界面。点击 “Cable Schematic ”;在原理图中，添加一个 Resistor : 调整位置（旋转、拖动圾击其图标，修正阻值为75ohm ,名称Label定义为：C1_Z12 ,在C1端白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 之间跨接嘲probeSchbY该电阻;ReetEtorinctctor Cfl

16、moeK PCE Groux： 则中指|kiad otqjA:EflurcE二!shes12 / 25图16 :在C1和C2端定义电阻在原理图中，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MyPinl 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MvPinlMyPhi2图17 :在C1和C

17、2端定义电容13 / 25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、拖徽击其图标，修正其电感值为10e-9 Henry ,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、拖魂）击其图标，修正其电阻值为1000 ,名称Label更名为：C2_30.在C2端白MyPin3 与地符号之间跨接 该电阻。图19 :在原理图中，电阻和电感:激励定义Configuration ”标签,切换到3D视图“ 3D

18、 View1 ”，在左侧树型浏览器中，进入14 / 25Plane Wave ,弹展开“Global ”节点，选中 Sources ”节点，点击鼠标右键，选择出 “ Add plane wave excitation”对话框：Direction 修正为：(Theta,phi ) =(35;30)Polarisation修正为：Left hand rotating *日lipticity(0 to 1) 修正为:1Label ： PlaneWavel点击“ Add ”按钮双击已经建立的选择为:图20 :定义平面波激励求解设置检查：在Global ”节点中，展开“CabiarnessCableHa

19、rnessl ,弹出 Modify cable harness ”对话框:进入Solution 标签，可以看到：Cable coupling properties 选择为：IrradiatingSolution method for outer cable problem(shield/external ground)Multiconductor transmission line (MTL);15 / 25C Mod；。后 hame$53adl* ：Irr tii atinE：卜 mii， iebR&di ttintKdi 11 trig H比ktZLg. irridi iCreate me

20、sh : 采用默认设置，重新生成网格。提交计算：进入菜单“Solve/Run，点击“ FEKO Solver : 提交计算。修正设置：点击主菜单的“ Save as ”，把当前工程另存为“Shielded_Two_Wire_Bench_Rad_MoM.cfx”;在 Global ”节点中，展开 Cable harness ”,双击已经建立的“CableHarnessl ,弹出Modify cable harness”对话框：进入Solution 标签，进行如下修改：Solution method for outer cable problem(shield/external ground)选择

21、为：Method of Moments(MoM), only for shielded cables;点击“ OK” ；21 / 25 Modify cable harnessSundie SolutJQnnCable coupling properties1C Jrradatinfl _ !二， C* iRadiating；C Radiating (taking irrdiatiDn into aazount)1Solution method for outer cable proNem (shielded/externaI grountf)Mdticonductor transmissio

22、n line 例TL)* Meitiod cfMo(nents (MoM)P only for shielded cables图28 :修改线束求解设置选项提交计算：在菜单“Home”中，点击“ Save ”，保存当前工程；进入菜单“Solve/Run，点击“ FEKO Solver : 提交计算。结果显不计算完成之后，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。显不 3D结果：切换到Home”菜单，点击 Add model 按钮，读入工程文件“Shielded_Two_Wire_Bench_Irrad_MoM.bof”的结果在Home”菜单，点击“ Near field 中的NF_3m”,在右侧控制面板中：把 Frequency 修改为：30MHz勾选:dB22 / 25Shi eldti Two Bench rad INTEL sourceShi cl d e l_Tw qJI i r e_B eMch_i- ad_BTL ：S14uidt4idC oni gwrati onl3D Vi tv resuJ t工HT_anH?乱 GfarField)图29 :设置3D显示方式在菜