汽车电磁兼容预测技术.doc

汽车电磁兼容性预测分析计算机程序 概况简介 目 录 1 概述 1 1.1 电磁兼容预测的概念 1 1.2 汽车电磁兼容性预测的研究任务 1 1.3 汽车电磁兼容性预测需求的发展趋势以及需求客户 2 2 国外汽车电磁兼容性预测的发展状况 3 2.1 发达国家的汽车电磁兼容体系 3 2.2 较为完善的汽车电磁兼容标准规范 4 2.3 众多大型的电磁兼容实验室 4 2.4 开展汽车电磁兼容预测技术研究 4 3 汽车电磁兼容性预测的工作内容 5 3.1 汽车电磁兼容性预测系统的结构组成 5 3.2 汽车电磁兼容性预测系统所需要的方法 6 3.2.1 电磁场数值计算方法简介 6 3.2.2 电磁场解析计算方法简介 7 3.3 汽车电磁兼容性预测系统计算流程 7 4 MICROSTRIPES软件应用于汽车电磁兼容预测 8 汽车电磁兼容性预测分析计算机程序 概况简介 1 概述 1.1 电磁兼容预测的概念 电磁兼容性预测是一种通过理论计算对电子设备或系统电磁兼容性进行分析评估的方法。该方法采用计算机数字仿真技术，将各种电磁干扰、和电磁敏感用数学模型描述并编制成计算机程序，然后根据预测对象的具体状态，运行预测程序，以便获得潜在的电磁干扰预测结果。这项技术通常应用在系统或设备研制方案设计阶段和工程预制阶段。当系统和设备的功能设计方案初步形成之后，即可根据要求和指标，对方案开展预测分析，进行电磁耦合仿真计算，分析可能存在的干扰源和敏感设备的电磁敏感度，计算，发现不兼容问题并在此基础上进行防护或加固设计。因此电磁兼容性预测目的是为了分析不兼容的薄弱环节、评价系统或设备兼容的安全裕度，为方案设计提供依据同时在研制定型之前通过预测发现干扰问题并采取抑制或防护措施，以便收到事半功倍的效果。电磁兼容性预测技术在世界许多发达国家已普遍采用，实践证明它是一项具有很高经济效益的工程技术方法。 电磁兼容性预测的关键在于建立干扰源、传输路径和敏感器的数学模型。从电磁理论的角度看，建立干扰源及干扰传输的数学模型电磁场边值问题。严格地说，如果考虑到场源的结构、媒质的形状分布和性质等复杂问题，求解麦克斯韦方程是极其困难的。因此，通常数学模型是由实际的物理模型经过简化和近似处理而得到的，数学模型与实际电磁传输过程的近似程度决定了预测分析的准确性和成功率。1.2 汽车电磁兼容性预测的研究任务 汽车电磁兼容性预测是系统内电磁兼容性预测的一个应用。根据电磁兼容三要素（骚扰源、传输途径、敏感设备），系统内电池兼容性预测主要是研究以下三个方面： a）系统内电磁环境：主要由系统各部分产生的信号环境和人为噪声环境组 成。在一个完整的应用系统里，系统的一部分对另一部分来说，很可能 是“敌对”环境。 b）系统内干扰耦合途径： 1）天线─天线耦合途径：干扰源与敏感设备通过空间辐射耦合。 2）天线─线缆耦合途径：干扰源辐射的电磁波通过敏感器的连接导线 感应出电压或电流进入设备电路。 3）机壳─机壳耦合途径：设备机壳金属面充当电磁边界，用来传播骚 扰源电磁场。并通过另一设备的机壳作为感受边界，将骚扰能量感应 到敏感设备中。 4）线─线耦合途径：设备连接导线中的电压或电流在相邻导线中感应 耦合，造成与相邻导线相连接的设备被干扰。 5）共阻抗耦合途径：设备通过公共阻抗（共地阻抗或共源阻抗）产生电 磁耦合。 c）系统内干扰控制：从系统全局出发，制定分系统和设备EMC规范、天线布局、EMC布线要求、搭接规范、以及制定必要的工艺规程，也就是通过设备功率、频率、时间、空间位置、方向、性能等6个方面的合理协调来取得系统电磁兼容性。1.3 汽车电磁兼容性预测需求的发展趋势以及需求客户 a）汽车电磁兼容性预测技术需求的发展趋势体现如下： 1）随着车载电子系统在数量和使用频率上的提高，实际的EMC试验将 变得越来越繁重。因此严重放慢了汽车的设计周期。汽车电磁兼容预 测技术将帮助人们降低对实际EMC试验的依赖，从而节约了人力、 物力、财力和时间。 2）汽车电磁兼容性预测技术可以应用在设计和试验工具的发展以及对 EMC现象和测试的物理意义理解上。 3）汽车电磁兼容性预测技术可以帮助人们去开发新的测试方法或定义 EMI发射限值或EMS敏感度限值。 b）汽车电磁兼容性预测技术需求用户如下： 1）整车生产厂家的系统综合组； 2）汽车零部件或子系统的供应商； 3）EMC试验室； 4）标准团体； 5）权威组织； 2 国外汽车电磁兼容性预测的发展状况 汽车很早就成为电磁兼容研究的重点对象，早在1932年美国广播工程师协会(IRE)论文集上就登载了一篇关于汽车接收机干扰的文章。到世纪年代以后，汽车电气设备大量增加，许多国家和国际性组织都针对汽车推出了产品电磁骚扰发射(EMI)标准和电磁敏感度(EMS)标准。1983年K Blac