CN111722039B - 一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置 - Google Patents

一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置 Download PDF

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CN111722039B CN202010577653.1A CN202010577653A CN111722039B CN 111722039 B CN111722039 B CN 111722039B CN 202010577653 A CN202010577653 A CN 202010577653A CN 111722039 B CN111722039 B CN 111722039B
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Abstract

本申请涉及一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。所述方法包括：将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场，叠加电偶极子的辐射电场得到线缆辐射电场。根据线缆辐射电场得到微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场，将其输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量。将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压。上述方法解决了计算屏蔽腔体内长线缆辐射电场的问题，避免了采用数值方法求解封闭型电大目标时，需要的较长计算时间和大量存储空间的问题，并且可以应用于同类型的场景，避免重复建模。

Description

一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置
技术领域
本申请涉及微带天线技术领域，特别是涉及一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。
背景技术
线缆作为电子***中信号和能量传输的载体，是实现***功能不可缺少的一部分。由于线缆具有天线效应，为辐射电磁干扰提供了一个主要耦合通道，使电子***内部电磁环境变得非常复杂，尤其是对于存在共振现象的屏蔽腔体。天线作为发射或接收***的一部分，对工作带宽内的辐射耦合电磁干扰非常敏感。***内部线缆产生的电磁能量通过场线耦合进入微带天线，产生电压和电流噪声，干扰或破坏微带天线***的正常功能。因此，研究线缆与微带天线在谐振腔内的电磁耦合干扰机制具有重要意义。
针对屏蔽腔内电磁场计算问题，已经有研究基于腔体本征模方法理讨论了偶极子产生的电磁场分布特性，还有研究采用随机耦合模型的统计建模技术求解计算复杂的、有孔径的三维外壳内端口感应电压。但这些研究不能解决屏蔽腔体内线缆辐射的计算问题。
针对线缆电磁耦合问题，一些研究采用Baum-Liu-Tesche(BLT)方程分析整个电子***的性能，以解决线缆电磁耦合问题，或用于评估外部电磁场耦合；一些研究将BLT方法应用于外部电磁场耦合的评估，将其扩展到外部电磁照射下金属外壳中的线缆；另一些研究结合修正的BLT方程和全波分析来计算波导内的耦合效应。然而，这些基于BLT方程的方法主要解决的是线缆与外界电磁辐射的耦合问题。
在电磁耦合效应分析方法方面，已有研究提出了全波方法、时域传输线矩阵方法等。其中，时域传输线矩阵方法是一种成熟的技术，并已成功地应用于预测电磁应用程序中的瞬态行为。然而，由于电大***中网格的精细划分，采用上述数值方法进行电磁耦合效应分析，需要的较长的计算时间和大量的存储空间。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够分析和计算屏蔽腔内线缆对微带天线的电磁耦合干扰的一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法和装置。
一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法，所述方法包括：
将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。
叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场。
根据线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量。
将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压。
其中一个实施例中，辐射电场是沿坐标轴方向的辐射电场分量。
将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内的预先设置的坐标系下的辐射电场的步骤包括：
根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子。
建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。
其中一个实施例中，叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场的步骤包括：
叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure BDA0002551817880000021
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N。
其中一个实施例中，根据线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场的步骤包括：
获取屏蔽腔内微带天线在坐标系中的坐标，根据微带天线的坐标和线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
其中一个实施例中，将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的步骤包括：
将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure BDA0002551817880000031
其中，
Figure BDA0002551817880000032
和
Figure BDA0002551817880000033
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure BDA0002551817880000034
和
Figure BDA0002551817880000035
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
其中一个实施例中，将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的步骤包括：
将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure BDA0002551817880000036
其中，VL1为微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL1为微带天线开路时的感应电压，
Figure BDA0002551817880000037
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带天线特征阻抗。
其中一个实施例中，根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子的步骤之前，还包括：
获取微带天线的波长参数，根据波长参数确定电偶极子长度值。其中，电偶极子长度值小于波长参数值的1/10。
一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的装置，其特征在于，所述装置包括：
电偶极子辐射电场计算模块，用于将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。
线缆辐射电场计算模块，用于叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场；
微带天线表面电场计算模块，用于根据所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场；
场耦合源向量计算模块，用于将所述切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量；
耦合电压计算模块，用于将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例中方法的步骤。
上述一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法、装置、计算机设备和存储介质，将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内的辐射电场，再叠加电偶极子的辐射电场得到线缆辐射电场，解决了计算屏蔽腔体内长线缆辐射电场的问题。随后根据线缆辐射电场，得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场，使用Agrawal模型和BLT方程描述了屏蔽腔内辐射电场与微带天线的耦合机理，可计算出线缆对微带天线产生的耦合干扰电压。本申请提供的一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法、装置、计算机设备和存储介质，避免了采用数值方法求解封闭型电大目标时，需要的较长计算时间和大量存储空间的问题，并且可以应用于同类型的场景，避免重复建模。
附图说明
图1为一个实施例中计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法应用场景图；
图2为一个实施例中计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法的流程示意图；
图3为一个实施例中屏蔽腔、线缆和微带天线在直角坐标系中的位置示意图；
图4为一个实施例中一个电偶极子在直角坐标系中的位置示意图；
图5为一个实施例中微带天线的线场耦合模型示意图；
图6为一个实施例中计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法的计算结果与对应得CST仿真结果的示意图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，屏蔽腔是一个由良导体构成的几何结构，屏蔽腔壁的厚度相对于屏蔽腔的体积可以忽略。屏蔽腔内部有一个电流值为I、电流方向如图所示的微带天线，以及一条线缆。该线缆产生的辐射电场通过电磁耦合效应进入微带天线，屏蔽腔的电磁谐振现象使得微带天线在某些频率上会产生严重的电压扰动。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法，以该方法应用于分析图1中的线缆对微带天线的耦合干扰为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202：将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。
具体地，本实施例使用偶极子近似方法计算屏蔽墙内的线缆辐射电场。首先将屏蔽腔内的线缆根据预设的电偶极子长度值(与波长相比足够短)分解成多个串联的电偶极子，利用腔体本征模理论计算单个电偶极子的辐射电场。电偶极子是指一段与波长相比尺寸足够短的导线，该导线上的电流在任何时间均等幅同相。
步骤204：叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场。
步骤206：根据线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
获得线缆辐射电场后，可以根据微带天线贴片与线缆的相对位置，得到该线缆在微带天线表面的电场，从而获得微带天线表面沿线缆长度方向的切向电场和与线缆方向垂直的垂向电场。
步骤208：将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量。
具体地，Agrawal模型是一种耦合传输线模型，是基于麦克斯韦方程推导描述外电磁场对导线的耦合效应的模型，类似模型还有Taylor模型和Rachidi模型。本步骤将微带天线贴片的耦合模型近似等效于线场耦合模型，即主要考虑微带天线贴片与屏蔽腔内由线缆产生的辐射电场之间的耦合，而对微带天线产生的耦合干扰。通过Agrawal模型，可以得到线缆在屏蔽腔内产生的电场激发的对微带天线的场耦合源向量，即到由线缆的辐射电磁场在微带天线表面引起的分布式电压源。
步骤210：将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压。
使用BLT方程描述场耦合源向量与微带天线上耦合干扰电压的之间的关系，将步骤208中得到的场耦合源向量带入该BLT方程，可以得到微带天线上的耦合干扰电压值。
上述一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法、装置、计算机设备和存储介质，将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内的辐射电场，再叠加电偶极子的辐射电场得到线缆辐射电场，解决了计算屏蔽腔体内长线缆辐射电场的问题。随后根据线缆辐射电场，得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场，使用Agrawal模型和BLT方程描述了屏蔽腔内辐射电场与微带天线的耦合机理，可计算出线缆对微带天线产生的耦合干扰电压。本申请提供的一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法、装置、计算机设备和存储介质，避免了采用数值方法求解封闭型电大目标时，需要的较长计算时间和大量存储空间的问题，并且可以应用于同类型的场景，避免重复建模。
其中一个实施例中，屏蔽腔的形状和尺寸，以及屏蔽腔中的线缆和微带天线的形状和位置如图3所示。以屏蔽腔内分布电场是可以确定的为前提，本实施例提供的计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法包括以下步骤：
步骤302：获取微带天线的波长参数，根据波长参数确定电偶极子长度值。电偶极子长度值小于波长参数值的1/10。
具体地，本实施例中设电偶极子的长度为2h，半径等于线缆的半径r。
步骤304：根据预设的电偶极子长度值将屏蔽腔内的线缆等效成N个串联的电偶极子。
步骤306：建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。
如图4所示，以长方体屏蔽腔的一角为顶点O建立空间直角坐标系，设屏蔽腔的外壳尺寸在该坐标系下为xe×ye×ze。设一个电偶极子的坐标为(xs,ys,zs)，利用腔体本征模理论可以计算其该电偶极子在坐标为(x0,y0,z0)的观测点P处的辐射电场。电偶极子的归一化电偶极矩表达式为Idl，其中，I是电子极子激励电流，dl是电偶极子长度，则屏蔽腔内电偶极子在P点的辐射电场分量可以表示为：
Figure BDA0002551817880000071
Figure BDA0002551817880000072
Figure BDA0002551817880000073
其中，
Figure BDA0002551817880000074
Figure BDA0002551817880000075
Figure BDA0002551817880000081
其中，
Figure BDA0002551817880000082
ω是屏蔽腔内耦合场的角频率，c是光速，ε0n和ε0m是纽曼常数。
步骤308：利用叠加原理，叠加N个电偶极子的辐射电场，得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场：
Figure BDA0002551817880000083
式(7)中，ETL为线缆在P点产生的辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在P点的X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N。
步骤310：获取屏蔽腔内微带天线在坐标系中的坐标，根据微带天线的坐标和线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
具体地，将微带天线表面的坐标带入式(7)，可以分别计算沿微带天线表面方向的切向电场，以及微带天线终端垂直电缆方向上的电场。
步骤312：将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure BDA0002551817880000084
其中，
Figure BDA0002551817880000085
和
Figure BDA0002551817880000086
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure BDA0002551817880000087
和
Figure BDA0002551817880000088
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
本实施例中微带天线的线场耦合模型如图5所示。具体地，该模型在描述屏蔽腔内线缆产生的电场注入微带天线时，主要考虑屏蔽腔内电磁场与天线贴片的耦合干扰，即馈电处P1的耦合电压VL1，而不讨论从馈电处P1端口到射频通道P2的传导电磁干扰的传播。因此，模型采用50欧姆电阻Req表示微带射频通道等效电路。假设微带天线基片厚度足够小且不考虑其对电场的反射影响，微带天线贴片的耦合模型可近似等效于场线耦合模型。其中VL1为馈电端口P1上的耦合干扰电压，VX为微带线沿长度方向上的分布电压源，VL2为微带天线贴片开路时的感应电压。
将步骤310中得到的微带天线贴片表面的切向电场和垂向电场带入式(8)，得到微带天线表面由线缆电场产生的场耦合源向量[S1，S2]。
步骤314：将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure BDA0002551817880000091
其中，VL1为微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL2为微带天线开路时的感应电压，
Figure BDA0002551817880000092
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带天线特征阻抗。
具体地，将微带天线贴片等效为射频电路等效负载，使用BLT方程表示微带天线表面的场耦合源向量(即分布式电压源)、馈电端口P1上的耦合干扰电压VL1和微带天线贴片开路时感应电压VL2之间的关系，如式(9)所示。
将步骤312得到的场耦合源向量带入式(9)，可以得到微带天线上的耦合干扰电压值。
为验证本申请提供的计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法的有效性，在如图1所示的场景中，取屏蔽腔外壳尺寸xe＝500mm，ye＝500mm，ye＝120mm，线缆半径为0.146mm，线缆绝缘层厚度为0.254mm，线缆绝缘层的相对介电常数εr＝2.5，其相对磁导率为μr＝1。线缆激励电压为脉冲电流信号，频域幅值为1A。线缆由沿轴线x、y和z的几段直线组成。为了简化解析计算过程，我们假设线缆在z方向上的长度要比在其他方向上的长度长得多。因此，我们主要考虑从z向线缆的辐射电场。设置仿真频段为(0.62GHz，1.2GHz)。
分别采用本申请提供的方法和CST仿真得到上述场景中微带天线馈电端口的耦合干扰电压，如图6所示。可以看到，本申请提供的一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法得到的耦合干扰电压和仿真结果一致性较高，证明了本申请提供方法的有效性。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的装置，其特征在于，所述装置包括：
电偶极子辐射电场计算模块，用于将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。
线缆辐射电场计算模块，用于叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场；
微带天线表面电场计算模块，用于根据所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场；
场耦合源向量计算模块，用于将所述切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量；
耦合电压计算模块，用于将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压。
其中一个实施例中，电偶极子辐射电场计算模块用于，根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子。建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。
其中一个实施例中，线缆辐射电场计算模块，用于叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure BDA0002551817880000101
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N。
其中一个实施例中，微带天线表面电场计算模块用于，获取屏蔽腔内微带天线在所述坐标系中的坐标，根据所述微带天线的坐标和所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
其中一个实施例中，场耦合源向量计算模块用于，将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure BDA0002551817880000111
其中，
Figure BDA0002551817880000112
和
Figure BDA0002551817880000113
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure BDA0002551817880000114
和
Figure BDA0002551817880000115
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
其中一个实施例中，耦合电压计算模块用于，将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure BDA0002551817880000116
其中，VL1为微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL1为微带天线开路时的感应电压，
Figure BDA0002551817880000117
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带天线特征阻抗。
其中一个实施例中，还包括电偶极子长度值设置模块，用于获取微带天线的波长参数，根据波长参数确定电偶极子长度值。其中，电偶极子长度值小于波长参数值的1/10。
关于一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的装置的具体限定可以参见上文中对于计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法的限定，在此不再赘述。上述计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储屏蔽腔、线缆和微带天线的结构数据，使用上述任何一个实施例中的方法计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的过程和结果数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场。根据线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量。将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子。建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure BDA0002551817880000131
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取屏蔽腔内微带天线在所述坐标系中的坐标，根据所述微带天线的坐标和所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure BDA0002551817880000132
其中，
Figure BDA0002551817880000133
和
Figure BDA0002551817880000134
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure BDA0002551817880000135
和
Figure BDA0002551817880000136
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure BDA0002551817880000137
其中，VL1为微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL1为微带天线开路时的感应电压，
Figure BDA0002551817880000138
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带天线特征阻抗。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取微带天线的波长参数，根据波长参数确定电偶极子长度值。其中，电偶极子长度值小于波长参数值的1/10。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场。叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在屏蔽腔内的线缆辐射电场。根据线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量。将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子。建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：叠加电偶极子的辐射电场，得到线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure BDA0002551817880000141
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取屏蔽腔内微带天线在所述坐标系中的坐标，根据所述微带天线的坐标和所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure BDA0002551817880000142
其中，
Figure BDA0002551817880000143
和
Figure BDA0002551817880000144
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure BDA0002551817880000151
和
Figure BDA0002551817880000152
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure BDA0002551817880000153
其中，VL1为微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL1为微带天线开路时的感应电压，
Figure BDA0002551817880000154
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带天线特征阻抗。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取微带天线的波长参数，根据波长参数确定电偶极子长度值。其中，电偶极子长度值小于波长参数值的1/10。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的方法，所述方法包括：
将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算所述电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场；
叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场；
根据所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场；
将所述切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量；
将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压；
所述辐射电场是沿坐标轴方向的辐射电场分量；
所述将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算所述电偶极子在屏蔽腔体内预先设置的坐标系下的辐射电场的步骤包括：
根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子；
建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算所述电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量；
叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场的步骤包括：
叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure FDA0003137670660000011
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N；
将所述切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量的步骤包括：
将所述切向电场和所述垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure FDA0003137670660000021
其中，
Figure FDA0003137670660000022
和
Figure FDA0003137670660000023
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure FDA0003137670660000024
和
Figure FDA0003137670660000025
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
2.根据权利要求1中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场的步骤包括：
获取屏蔽腔内微带天线在所述坐标系中的坐标，根据所述微带天线的坐标和所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压的步骤包括：
将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压的表达式为：
Figure FDA0003137670660000026
其中，VL1为所述微带天线馈电端口上的耦合干扰电压，VL2为所述微带天线开路时的感应电压，
Figure FDA0003137670660000027
ρ2＝1，ZL为微带天线负载阻抗，ZC为微带线特征阻抗。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子的步骤之前，还包括：
获取微带天线的波长参数，根据所述波长参数确定电偶极子长度值；所述电偶极子长度值小于所述波长参数值的1/10。
5.一种计算屏蔽腔内线缆对微带天线耦合干扰的装置，其特征在于，所述装置包括：
电偶极子辐射电场计算模块，用于将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子，根据腔体本征模理论计算所述电偶极子在屏蔽腔体内的预先设置的坐标系下的辐射电场；
线缆辐射电场计算模块，用于叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述屏蔽腔内的线缆辐射电场；
微带天线表面电场计算模块，用于根据所述线缆辐射电场，分别得到屏蔽腔内微带天线表面沿线缆方向的切向电场和垂向电场；
场耦合源向量计算模块，用于将所述切向电场和垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量；
耦合电压计算模块，用于将所述场耦合源向量输入预先设置的BLT方程，得到所述微带天线的耦合电压；
所述辐射电场是沿坐标轴方向的辐射电场分量；
电偶极子辐射电场计算模块还用于根据预设的长度将屏蔽腔内的线缆等效为多个电偶极子；
建立空间直角坐标系，根据腔体本征模理论计算所述电偶极子在屏蔽腔体内沿坐标轴方向的辐射电场分量；
线缆辐射电场计算模块还用于叠加所述电偶极子的辐射电场，得到所述线缆在所述空间直角坐标系中的线缆辐射电场为：
Figure FDA0003137670660000031
其中，ETL为线缆辐射电场，N为电偶极子的数量，Exi、Eyi和Ezi分别为第i个电偶极子在X、Y和Z轴方向的辐射电场分量，i＝1、2、……、N；
场耦合源向量计算模块还用于将所述切向电场和所述垂向电场输入预先设置的Agrawal模型，得到所述微带天线的场耦合源向量的表达式为：
Figure FDA0003137670660000041
其中，
Figure FDA0003137670660000042
和
Figure FDA0003137670660000043
为所述切向电场，x为X轴坐标，h为所述微带天线的介质基板厚度，
Figure FDA0003137670660000044
和
Figure FDA0003137670660000045
为所述垂向电场，Lx为所述微带天线的长度，γ为直线传播常数。
6.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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