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2021年1月北京航空航天大学学报January2021

第47卷第1期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.47No.1

http：//bhx.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0006

随机多导体传输线电磁辐射的统计分析

燕学智，史册，赵昱s,杨锦鹏

(吉林大学通信工程学院，长春130022)

摘要：针对含随机参数的互连线缆电磁辐射计算问题，提出了一种基于琨沌多项

式展开和偶极子近似法的多导体传输线电磁辐射统计分析方法。利用正交多项式的性质对随

机多导体传输线方程进行展开，结合边界条件求解得到传输线沿线电流，利用偶极子近似法和

镜像法计算传输线电流引起的总辐射。仿真结果验证了所提方法的准确性，与传统的蒙特卡

罗方法相比，计算效率得到大幅度提高。所提方法对于预测系统内含随机参数的线缆辐射场，

评估线缆电磁辐射和检验系统性能指标，有一定的参考价值。

关键词：电磁辐射；混沌多项式展开；偶极子近似法；多导体传输线系统；统计分析

中图分类号：0441.4

文献标志码：A文章编号：1001-5965(2021)01-0007-08

随着电子化、信息化时代的到来，电子电气设个偶极子辐射场后进行叠加得到总的辐射场，其

备已广泛应用在各个领域内。而线缆作为电子电主要优点是计算速度快。

气系统中的连接纽带，连接各种电子设备，具有十工程应用中，系统中的线缆由于工作环境和

分重要的地位[1~。大量理论和工程实践证明，工作状态的影响，其位置、线间距离等参数具有一

线缆不仅是电子电气系统耦合电磁干扰的主要通定的随机性，会对线缆的电磁辐射带来较大的影

道，还会作为高效的发射天线，将产生的电磁辐射响。而对于这种不确定性问题的统计分析，大多

干扰发射到空间中，系统内的敏感设备在受到电采用的是蒙特卡罗（MC)方法还有诸如配置

磁干扰后，可能无法正常工作。因此，针对电子电法1克里金法[H]等统计学方法。但是这些方

气系统的电磁兼容设计，考虑系统信号完整性与法需要用大量随机参数样本收集统计的定量信

抗干扰时线缆的电磁辐射问题不容忽视。息，导致耗费大量的计算时间，不适合应用在实际

对于传输线的电磁辐射研究，大多采用电磁工程中。近年来，人们提出一种混沌多项式展开

场求解器，如CSTMWS和AnsysHFSS仿真软件，(PC)的解决方案，该方法基于多项式混沌理论，

利用行波理论建立传输线的全波模型，求解用于用一系列随机变量的正交多项式描述随机问题的

给定电流电磁场辐射的三维麦克斯韦方程组的数解。目前，混沌多项式展开法已用于诸多领域不

值解，得到传输线电磁辐射[35]。这种基于全波确定性问题的统计分析[12_14]。

算法的仿真软件计算结果准确，然而仿真时间过本文针对含随机参数线缆电磁辐射问题，提

长，计算效率低。因此，可以采用另一种传输线电出一种综合运用混沌多项式展开与赫兹偶极子近

磁辐射的计算方法——偶极子近似法[M]。偶极