共模电流的形成机制研究

菜单

摘要共模电流是电磁兼容（EMC）中的一个重要概念，是产生电磁辐射的主要根源。本文首先从电动力学的角度，推导了带电粒子的运动场，带电粒子的加速运动是产生电磁辐射的充要条件。然后，讨论了共模电流产生的原因，理想的传输线模型只能预测差模电流，但实际的系统中，没有完全对称平衡的传输线路，共模电流不可避免。另外，我们还以赫兹偶极子模型，在传输线电尺寸足够小等假设下，近似估算了差模电流和共模电流的最大的辐射远场值。64573

接着，我们利用CST微波工作室分别仿真了几种典型的的结构。其仿真结果与理论预测相一致。共模电流产生的根本原因是导线自身的不平衡，或是靠近导线的导体结构或非导体结构的不对称。和差模电流相比，共模电流是产生电磁辐射的主要因素。

毕业论文关键词：共模电流电磁兼容（EMC）电磁辐射 CST微波工作室赫兹偶极子

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The mechanism of common mode current research

Abstract Common mode current is an important concept of the electromagnetic compatibility(EMC),and is a major source of electromagnetic radiation. In this paper, we firstly deduced the playground of charged particles from the perspective of electrodynamics. Accelerated motion of charged particles is sufficient condition to generate electromagnetic radiation. Then, we discussed the causes of common mode current. Transmission line model can predict only differential mode currents, however, the actual system, are not completely symmetric balanced transmission line, and the common mode current is inevitable. In addition, we also measured, in Hertz dipole model, the approximate estimation of the differential mode current and common mode current maximum radiation in far field.

Next, we use CST MICROWAVE STUDIO to simulated several typical structures. The simulation results are consistent with the theoretical prediction. The main causes of common mode current is imbalance of the wire itself, or asymmetry of the conductor or non-structure close to the wire. Compared to the differential mode current, the common mode current is a major factor in generating electromagnetic radiation.

Keywords： common-mode current electromagnetic compatibility(EMC) electromagnetic radiation CST MICROWAVE STUDIO Hertz dipole model

1 引言 1

1.1 电磁兼容性（EMC） 1

1.1.1 EMC涉及的方面 1

1.1.2 EMC历史 2

1.1.3 共模电流与EMC 3

2 电磁理论基础 3

2.1 麦克斯韦方程组 3

2.2 边界条件 7

2.3 功率流 9

3 运动带电粒子的电磁场及辐射 10

3.1 电动力学得相对论不变性 10

3.1.1 四维电流密度矢量 10

3.1.2 四维势矢量 11

3.1.3 电磁场量变换 11

3.2 匀速运动电荷的场分布 12

3.3 加速度与辐射场 15

3.3.1 李纳-维谢尔势 15

3.3.2 任意运动带电粒子的电磁场 16

3.3.3 自有场和辐射场 21

4 共模电流 22

4.1 共模电流的产生 22

4.2 共模电流与辐射 24

4.3 实验仿真 28

4.3.1 CST微波工作室简介29

4.3.2 共模电流的仿真 29

结论 39

致谢 40

参考文献41

1 引言（或绪论）

自从无线电通信和电报通信问世以来，人们就已经知道，电火花能产生谱分量很丰富的电磁波。这种电磁波能在各种不同的诸如无线电接收机电话等电子和电气设备中产生干扰和噪声。很多其他发射源，如闪电、继电器等也能产生频谱丰富的电磁波。除此以外，也存在窄带电磁发射源，如高压电力输电线产生工频（60HZ）电磁发射。另外随着数字设备的发展，数字系统的时钟和数据传输速率的持续提高，设备之间的干扰也越凸显。因此，研究设备之间的电磁干扰原理，并能够有效地抑制干扰变得尤为重要。论文网