基于CST的系统级电磁兼容分析和软件设计

基于CST的系统级电磁兼容分析和软件设计

论文摘要

随着电子信息系统的不断发展,电磁环境越来越复杂,具有多天线和线缆网的复杂系统电磁兼容分析的难度越来越大。借助软件手段对其电磁兼容问题进行快速仿真预测,越来越受到重视。商业电磁场数值计算软件已较为成熟,但作为通用软件,并不具备专业的EMC分析功能;并且针对系统级的电磁兼容分析优化,其理论和流程等步骤较为复杂,因此有必要进行二次开发,实现部分功能上的集成和分析自动化。本文主要基于此实现对系统电磁兼容性的仿真预测和软件设计。本文首先研究了基于VBA语言的CST微波工作室控制技术,并在此基础上完成了天线耦合度自动分析流程的设计。论述了天线耦合的基本概念;基于CST进行了多天线复杂背景系统的仿真,得出不同天线集合间的相互耦合结果并做出分析,对实际设计开发有理论指导意义。然后阐述了遗传算法基本理论、一般流程以及发展应用,研究了遗传算法用于实现天线布局优化的流程设计,并应用到天线耦合度优化分析模块。接下来研究了基于VBA宏语言以及API函数的CST电缆工作室和设计工作室的控制技术,并在此基础上完成了线缆串扰自动分析流程的设计。论述了线缆间串扰耦合的基本概念和理论分析方法;基于CST进行了仿真,得出了常用不同线缆相互间的串扰耦合结果并做出分析,对实际设计开发有理论指导意义。本文最后阐述了软件整体的实现,包括软件设计思想、框架结构、实现控制流程以及各主要构成模块等,主体由C#语言编程构建。并给出了模拟综合算例,利用软件对其进行了电磁兼容性分析,主要分为天线耦合度分析和系统线缆耦合分析两个主要方面的内容,并给出了仿真分析的结论。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 背景意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.3 本文主要工作
  • 第二章 天线耦合度分析与仿真计算
  • 2.1 天线耦合度分析
  • 2.1.1 天线耦合度
  • 2.1.2 影响天线耦合的因素
  • 2.2 基于CST的天线耦合仿真的程控开发
  • 2.2.1 CST二次开发
  • 2.2.2 方案流程
  • 2.2.3 C#程序控制开发
  • 2.3 天线耦合仿真计算
  • 2.3.1 天线耦合仿真算例
  • 2.3.2 天线布局优化分析
  • 第三章 线缆耦合分析与仿真计算
  • 3.1 线缆耦合理论分析
  • 3.1.1 线缆耦合理论
  • 3.1.2 影响线缆耦合的因素
  • 3.2 基于CST的线缆耦合仿真的程序开发
  • 3.2.1 方案流程
  • 3.2.2 C#程序控制开发
  • 3.3 线缆耦合仿真计算
  • 3.3.1 仿真模型
  • 3.3.2 仿真结果及分析
  • 第四章 天线、线缆耦合仿真软件设计
  • 4.1 软件框架
  • 4.1.1 总体实现
  • 4.1.2 主要模块简介
  • 4.2 软件应用
  • 4.2.1 天线间耦合分析
  • 4.2.2 线缆串扰仿真分析
  • 第五章 结束语
  • 5.1 内容总结
  • 5.2 工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 相关论文文献

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