高壓連接器電磁屏蔽測試

各位圈內(nèi)朋友，本期為《高壓連接器電磁屏蔽測試》系列文章第三期。 在第一期中我們提到，當(dāng)頻率很高時(shí)，屏蔽效率波形出現(xiàn)震蕩，如下圖所示：

在這一期中，我們將就這一現(xiàn)象進(jìn)行深入分析，以窺視其中的奧妙。

低頻信號的傳輸

我們再次拿出轉(zhuǎn)移阻抗的基本原理圖為例：

Z1，Z2：分別是內(nèi)外電路的特征阻抗

U1，U2：分別是內(nèi)外電路的電壓（n:近端，f:遠(yuǎn)端）

I1：內(nèi)電路的電流（n:近端，f:遠(yuǎn)端）

l ：耦合長度

Iλ:真空波長

我們發(fā)現(xiàn)，只需要使用加減乘除四則運(yùn)算，就可以用來分析我們傳統(tǒng)的低頻電路了，不光簡單易懂，而且物理圖像也很清晰。

那么高頻時(shí)會是怎樣呢？

高頻信號的電路模型：傳輸線方程

傳輸線方程也稱電報(bào)方程。在溝通大西洋電纜(海底電纜)時(shí)，開爾芬首先發(fā)現(xiàn)了長線效應(yīng)：電報(bào)信號的反射、傳輸都與低頻有很大的不同。

經(jīng)過仔細(xì)研究，才知道當(dāng)線長與波長可比擬或超過波長時(shí)，我們必須計(jì)及其波動(dòng)性，這時(shí)傳輸線也稱長線。

原理圖如下所示：

高頻情況下，電阻，電感，電容，導(dǎo)納等參數(shù)再也不是集總參數(shù)，而必須看作分布參數(shù)。

求解上述偏微分方程組，可以得出以下一般解：

上式中的γ為波傳播系數(shù)，一般表達(dá)式為：

其中α為單位長度的損耗常數(shù)，β為單位長度的相位變化量系數(shù)

回歸到傳輸線方程，波傳播系數(shù)如下：

當(dāng)頻率很高時(shí)，即電阻分量遠(yuǎn)小于電感分量，導(dǎo)納分量遠(yuǎn)小于電容分量，則波傳播系數(shù)可以進(jìn)一步簡化為：

從上式我們已經(jīng)得出β為，到此，我們確定，高頻情況下，電壓和電流都因?yàn)棣露兂闪酥芷诓▌?dòng)量。

同軸法測試電路如何重新評估與分析

三同軸法測試電路，高頻信號能量的傳播，幾乎全部位于導(dǎo)體間的介質(zhì)中。因?yàn)殡娎|導(dǎo)體為良導(dǎo)體，沿電纜的縱向電場強(qiáng)度分量很小，相對來說，徑向電場強(qiáng)度大多了，從而下圖圓圈標(biāo)識的坡印廷矢量，代表了能量的流動(dòng)。

在絕緣介質(zhì)中，波傳播系數(shù)為：

因?yàn)樾盘枮楦哳l，整個(gè)電纜長度相較于信號波長大很多，所有總的電磁耦合，將通過把所有無窮小長度電纜的耦合作用相加，即求積分。

下圖U10為施加干擾電壓，U20 為近端被干擾電壓，U21 為遠(yuǎn)端被干擾電壓。

積分求解得：

我們研究上式中紅框中的公式特性，將其命名為一個(gè)如下單獨(dú)函數(shù)：

“+”對應(yīng)著U20，“-”對應(yīng)著U21。

再進(jìn)一步簡化為：

上述方程具有（sinx）^2 / x 的形式，那這個(gè)函數(shù)的圖像如下：

自此，我們最終得到了圖形震蕩的本質(zhì)原因。

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