[发明专利]导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法

说明书

导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法涉及传输线串扰预测及消除中寄生参数提取领域，具体涉导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法。包括以下步骤：S1，通过建立了双绞线近似周期交替传输模型，得出交叉部分单线到双绞线中心轴线间距h改变，进而得到导线到导电外壳距离d_i改变；S2，通过建立镜像置换提取寄生电感示意图得出各层介质自由空间中单位长度电感矩阵L(FS)、绝缘层中单位长度电感矩阵L(INSUL)、自由空间中单位长度复(实)电容矩阵C(FS)、绝缘层中单位长度复(实)电容矩阵S3，由串联思想得出总体复合电容矩阵并得出得出寄生净电容C和净电导矩阵G。本发明采用介质分层的思想来提取，提取的寄生参数更加精确。

技术领域

本发明涉及传输线串扰预测及消除中寄生参数提取领域，具体涉导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法。

背景技术

传输线的电磁耦合以寄生参数的形式体现，要想实现传输线串扰预测及串扰消除，必须首先得到寄生参数，传输线单位长度寄生参数提取问题是传输线串扰分析的基础。寄生参数的提取以寄生电容和寄生电导的提取为难点。

实际情况经典传输线的单位长度电参数仅是一个简单数值，可通过成熟公式获得。而常见的单位长度电参数主要通过矩量法等数值计算方法来提取。以Paul C.R教授为代表的学者利用矩量法(MoM)，对导体电参数提取进行了系统的分析，并提出了许多有效的解决方法,但是通常将布线结构视为均匀且无耗，且通常置于理想大地上。分析非均匀传输线中绝缘涂层对串扰影响时，Sergio A.Pignari和Giordano Spadacini采用MoM仿真，且没有得出非均匀介质条件下寄生参数的直接求解法。Abdolhamid Shoory等人在研究双绞线近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)时，将双绞线交叉距离视为零，没有考虑线线距离改变引起的寄生参数的非均匀性，且将介质视为无耗均匀，即把寄生参数的提取理想化。

许多模型都是建立在将双绞线交叉部分距离视为零，导体理想，周围介质无耗且均匀等条件的基础上，然而在实际情况中，这些条件经常得不到满足，提取的寄生参数不够精确，从而无法准确预测并消除串扰。对于双绞线，在交叉部分导线间距随位置近似线性变化，而且在介质有耗且非均匀情况下，寄生参数的计算复杂困难，经典的传输线分析方法同样不再适用，而矩量法、有限元法等数值方法也因为计算量太大而无法有效的解决非均匀多导体传输线的问题。本发明正是根据此种情况，提出了用于解决这些问题的方法。可以满足实际生产情况下的各项要求。而且适用于任意传输线情况。

综上所述，现有的文献报告对有耗非均匀双绞线寄生电容和电导直接提取问题还没有研究，其提取方法仍有待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供针对非均匀介质的导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法。

导电外壳中双绞线寄生电容和电导的提取方法，包括以下步骤：

(1)通过建立了双绞线近似周期交替传输模型，得出交叉部分单线到双绞线中心轴线间距h改变，进而得到导线到导电外壳距离di改变；

(2)通过建立镜像置换提取寄生电感示意图，得出自由空间中单位长度自电感lii(FS)、自由空间中单位长度互电感l_ij(FS)、绝缘介质中单位长度自电感l_ii(INSUL)、绝缘介质中单位长度互电感l_ij(INSUL)，并得出各层介质自由空间中单位长度电感矩阵L(FS)、绝缘层中单位长度电感矩阵L(INSUL)、自由空间中单位长度电容矩阵C(FS)、绝缘层中单位长度电容矩阵

(3)由串联思想得出总体复合电容矩阵并得出得出寄生净电容C和净电导矩阵G。

所述步骤(1)中，由

L(FS)C(FS)＝μ₀ε₀E(n)