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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